伺服電機原點回歸方式、原理以及作用

來源：光伏技術(shù)

伺服電機原點回歸問題

1. 伺服回零的作用

零點位置是通過程序復(fù)位控制回零或者在回零過程中感應(yīng)到原點限位的時候，把當前位置值清零，表示原點或零點，一切位置都是以原點為基礎(chǔ)，確定零點位置的時候，應(yīng)先確定運動的正向和負向，以及電機的實際運動方向。

2. 伺服回零情況

2.1 原點搜索是原點沒有建立的情況下執(zhí)行。

2.2 原點返回是原點已經(jīng)建立的情況下，返回到原點位置。第一次上電先用建立原點，當后面的動作遠離了這個原點，想返回去的時候，選擇原點返回。

2.3 一般來說,伺服電機的編碼器有兩種,絕對值編碼器和增量式編碼器.絕對值編碼器斷電可以保持,只要電池還有電,是不需要尋原點的；增量式編碼器由于斷電后會丟失電機多圈數(shù)值,故需要尋原點操作。

3. 伺服啟動的初始定位

3.1 伺服定位原理

3.1.1 伺服系統(tǒng)不允許系統(tǒng)在沒有任何準備的情況下使電機旋轉(zhuǎn)。電機轉(zhuǎn)子在任何位置永磁伺服系統(tǒng)都能準確定位,定位時間很短,最多經(jīng)過十多次的定位試探,電機轉(zhuǎn)子就能咬合。運行中利用光電編碼盤的Z信號對電機反饋脈沖進行修正。

3.1.2 對矢量控制的分析，當輸出電流矢量與轉(zhuǎn)子軸不重合時，電機轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)動到該處并與定子輸出電流矢量方向重合。基于這種控制思想來對轉(zhuǎn)子初始位置進行檢測。伺服系統(tǒng)中采用Z脈沖作為復(fù)位信號，因此必須知道該信號產(chǎn)生的位置和定子a相軸線的夾角，而這一夾角取決于光電編碼器的安裝位置。

3.1.3 由于光電編碼盤的安裝問題, 常常使Z脈沖的位置和定子a相軸線不重合, 此時需要先進行調(diào)零處理?？梢苑譃橛布蛙浖恼{(diào)零；硬件調(diào)零就是通過旋轉(zhuǎn)光電碼盤的位置, 使Z脈沖出現(xiàn)的位置與定子a相軸線重合;軟件調(diào)零可以檢測出Z脈沖的位置和定子 a相軸線的夾角, 并進行軟件補償。

3.2 啟動初始定位的作用：

電機伺服系統(tǒng)離不開對轉(zhuǎn)子位置（或磁場）的檢測和初始定位。只有檢測到初始轉(zhuǎn)子實際位置后，控制系統(tǒng)才能正常工作。如果不能精確計算出初始轉(zhuǎn)子的位置，電機的起動轉(zhuǎn)矩減弱，會出現(xiàn)很大震動，驅(qū)動器會檢測報警，且電機有暫時反向旋轉(zhuǎn)的可能。準確可靠的轉(zhuǎn)子初始位置檢測裝置（如旋轉(zhuǎn)編碼器）是伺服系統(tǒng)正常啟動的必要條件。初始定位后，伺服控制系統(tǒng)才開始回歸HOME。

3.3 無霍爾電機初始定位：

3.3.1 如果沒有霍爾傳感器時，啟動需要做過零點電流檢測，導(dǎo)致電機啟動時震動，以此來判斷轉(zhuǎn)子的位置和電機運動的正反方向。

3.3.2 對于旋轉(zhuǎn)電機，通過檢測編碼器的Z相（零點）信號來進行初始定位，如果在電機初始定位時，震動范圍內(nèi)沒有檢測到z相信號，則電機找不到零點報警，需要調(diào)整電機轉(zhuǎn)子位置，重新進行復(fù)位。

3.3.3 對直線運動電機，啟動時震動去檢測實際位置及其正反方向，然后以電機以一個確定的運動方向來尋找HOME位置。

3.4 有霍爾電機初始定位

電機內(nèi)裝有霍爾傳感器，能夠檢測到轉(zhuǎn)子的位置，啟動平穩(wěn)。電機可以零速度啟動去尋找HOME位置

4. 伺服回零的方式

4.1 原點回歸的方式有多種，基本的有以下幾種：

4.1.1 確定一個方向運動找到原點 。(這種適用于轉(zhuǎn)盤、直線電機）

4.1.2 確定一個方向，找兩端其一的限位做原點。(Center Device、SQUEEGEE)( PLC可以寫這種程序，運動控制卡有這種回零方式選擇）

4.1.3 確定一個方向，先找一端的限位，再反向回來找原點 。(直線電機)

4.1.4 回原點時直接尋找編碼器的Z相（零點）信號，當有Z相信號時，馬上減速停止—（旋轉(zhuǎn)電機HOME為0）

4.1.5 電機初始零點找到，但需要在一個方向運動一段距離，運動距離由HOME數(shù)值決定。（旋轉(zhuǎn)電機且HOME不為零）

4.2 多種原點回歸方式

4.2.1 通過快速找點再爬行一段距離再反向爬行找點再加Z相信號再加偏置等等（控制器不同庫函數(shù)里封裝的回零方式不同，有的加一種，有的加幾種。如果要做其中的某種方式，一般可以寫一段程序來完成）

4.2.2 若是采用的是第三種方式的話，如果使用PLC來控制，回零開始時，先寫一段運動指令先向一個方向運行，不管經(jīng)過不經(jīng)過原點都不停直到碰到這端限位停止，再把方向控制輸出位Y反向輸出，這時再用ZRN（回零）指令就一定能夠找到原點。

4.2.3 增量式編碼器的伺服電機在尋原點的過程中需要有一個外部傳感器來配合動作,當外部傳感器檢測到尋原點位置塊后,伺服電機從尋原點高速切換到尋原點低速,當電機繼續(xù)運行到外部傳感器檢測下降沿后,伺服電機旋轉(zhuǎn)到編碼器Z相輸出點即可.（直線運動控制）

4.3 伺服電機回零之后，電機當前位置將移動到軟件自動控制模式下設(shè)定的位置數(shù)值中。

審核編輯：湯梓紅