伺服電機增量式編碼器的相位對齊方式

主流的伺服電機位置反饋元件包括增量式編碼器，絕對式編碼器，正餘弦編碼器，旋轉變壓器等。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201807/384257.htm

增量式編碼器的相位對齊方式

在此討論中，增量式編碼器的輸出信號為方波信號，又可以分為帶換相信號的增量式編碼器和普通的增量式編碼器，普通的增量式編碼器具備兩相正交方波脈衝輸出信號A和B，以及零位信號Z;帶換相信號的增量式編碼器除具備ABZ輸出信號外，還具備互差120度的電子換相信號各自的每轉周期數與電機轉子的磁極對數一致。帶換相信號的增量式編碼器的UVW電子換相信號的相位與轉子磁極相位，電角度相位之間的對齊方法如下：

1.用一個直流電源給電機的UV繞組通以小於額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置;

2.用示波器觀察編碼器的U相信號和Z信號; 依據操作的方便程度，調整編碼器轉軸與電機軸的相對位置，或者編碼器外殼與電機外殼的相對位置;

3.一邊調整，一邊觀察編碼器U相信號跳變沿，和Z信號，直到Z信號穩定在高電平上(在此默認Z信號的常態為低電平)，鎖定編碼器與電機的相對位置關係;來回扭轉電機軸，鬆手後，若電機軸每次自由回復到平衡位置時，Z信號都能穩定在高電平上，則對齊有效。

撤掉直流電源後，驗證如下：

用示波器觀察編碼器的U相信號和電機的UV線反電勢波形;轉動電機軸，編碼器的U相信號上升沿與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合，編碼器的Z信號也出現在這個過零點上。

上述驗證方法，也可以用作對齊方法。需要注意的是，此時增量式編碼器的U相信號的相位零點即與電機UV線反電勢的相位零點對齊，由於電機的U相反電勢，與UV線反電勢之間相差30度，因而這樣對齊後，增量式編碼器的U相信號的相位零點與電機U相反電勢的-30度相位點對齊，而電機電角度相位與U相反電勢波形的相位一致，所以此時增量式編碼器的U相信號的相位零點與電機電角度相位的-30度點對齊。

有些伺服企業習慣於將編碼器的U相信號零點與電機電角度的零點直接對齊，為達到此目的，可以：

1.用3個阻值相等的電阻接成星型，然後將星型連接的3個電阻分別接入電機的UVW三相繞組引線;

2.以示波器觀察電機U相輸入與星型電阻的中點，就可以近似得到電機的U相反電勢波形;依據操作的方便程度，調整編碼器轉軸與電機軸的相對位置，或者編碼器外殼與電機外殼的相對位置;

3.一邊調整，一邊觀察編碼器的U相信號上升沿和電機U相反電勢波形由低到高的過零點，最終使上升沿和過零點重合，鎖定編碼器與電機的相對位置關係，完成對齊。

由於普通增量式編碼器不具備UVW相位信息，而Z信號也只能反映一圈內的一個點位，不具備直接的相位對齊潛力，因而不作為本討論的話題。

絕對式編碼器的相位對齊方式：

絕對式編碼器的相位對齊對於單圈和多圈而言，差別不大，其實都是在一圈內對齊編碼器的檢測相位與電機電角度的相位。早期的絕對式編碼器會以單獨的引腳給出單圈相位的最高位的電平，利用此電平的0和1的翻轉，也可以實現編碼器和電機的相位對齊，方法如下：用一個直流電源給電機的UV繞組通以小於額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置;

4.用示波器觀察絕對編碼器的最高計數位電平信號;

依據操作的方便程度，調整編碼器轉軸與電機軸的相對位置，或者編碼器外殼與電機外殼的相對位置一邊調整，一邊觀察最高計數位信號的跳變沿，直到跳變沿準確出現在電機軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機的相對位置關係;

5.來回扭轉電機軸，撒手後，若電機軸每次自由回復到平衡位置時，跳變沿都能準確復現，則對齊有效。