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1、A卷答案 2006—2007學(xué)年第 1 學(xué)期 《測(cè)井方法與解釋》試卷 專業(yè)班級(jí)： 吉林油田合作0301 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 開課系室： 測(cè)井與信息工程系 考試日期： 2007－2－ 題 號(hào) 一 二 三 四 五 六 總分 得 分

2、 閱卷人 一、 填空（1分×40＝40分） 1、微電位 微梯度 兩條曲線不重合 2、大于 正 小于 負(fù) 3、原狀地層 侵入帶 4、越慢 越大 5、鉀40 鈾系 釷系 巖性 沉積環(huán)境 6、氫 氯 7、巖性 孔隙度 含油氣飽和度 滲透率 （有效厚度）。 8、So＋Sw＝1。 9、Rwa=Rt/F 水層。 10、 礦物組合 11、倒數(shù) 12、越高，越大。 13、越強(qiáng) 越大。越強(qiáng)，越大，越短。 14、巖性 孔隙度。

3、 15、梯度電極系， L=2.5米。 16、電位電極系， L=0.5米。 二、名詞解釋（3分×4＝12分） 絕對(duì)滲透率――地層孔隙中只含一種流體（通常為空氣）時(shí)測(cè)定的滲透率。 泥質(zhì)含量――地層中泥質(zhì)體積占地層體積的百分比。 視地層水電阻率――地層電阻率與地層因素的比值。 含油氣孔隙度――地層含油氣孔隙體積占地層體積的百分比。 三、選擇題（1分×10＝10分） 1、 B 2、 B 3、B 4、C 5、C 6、 A 7、 B 8、A 9、C 10、A 四、判斷并改錯(cuò)(2分×

4、5＝10分) 1、 錯(cuò)誤 地層的自然伽馬測(cè)井響應(yīng)與地層孔隙流體性質(zhì)無關(guān)，與巖性有關(guān)。 2、 錯(cuò)誤 地層越疏松，地層的聲波速度越慢，聲波時(shí)差越大。 3、 錯(cuò)誤 含氣地層的視石灰?guī)r中子孔隙度不一定都小于地層孔隙度。 4、 錯(cuò)誤 對(duì)于厚地層可以通過測(cè)井曲線半幅點(diǎn)確定地層界面位置。 5、 錯(cuò)誤 地層中子孔隙度隨地層泥質(zhì)含量的的增加而增大。 五、問答題(5分×2＝10分) 1、答：對(duì)于砂泥巖剖面滲透層，微電極電阻率曲線不重合，微電位電阻率大于微梯度電阻率；泥巖層的微電極電阻率曲線重合，且讀數(shù)低。相對(duì)泥巖基線，自然電位（SP）曲線出現(xiàn)正（鹽水泥漿）或負(fù)（淡水泥

5、漿）異常。自然伽馬（GR）曲線讀數(shù)低。如果井壁存在泥餅，則井徑（CAL）曲線讀數(shù)低于鉆頭直徑。 5分 2、巖石體積模型的物理意義：根據(jù)構(gòu)成巖石各部分物理性質(zhì)的差異，把巖石分為幾部分，巖石的宏觀物理響應(yīng)則為各部分相應(yīng)物理響應(yīng)的加權(quán)和，其中，權(quán)系數(shù)為各部分占巖石體積的百分比。 2分 含油氣泥質(zhì)單礦物地層的密度表達(dá)式為： 3分 六、計(jì)算題（18分） 1、 答：因?yàn)槭巧澳鄮r剖面，所以根據(jù)滲透層微電極曲線不重合的特點(diǎn)，即可劃分滲透層。（3分） 2、 從曲線讀取的滲透層上、下界面深度；聲波時(shí)差

6、、電阻率見表中數(shù)據(jù)。根據(jù)公式計(jì)算的地層孔隙度、含油飽和度及結(jié)論見下表。主要公式與計(jì)算步驟：。（已知a=b=1，m=n=2，Cp=1.45，tma=180s/m，tf=620s/m，Rw=0.12Ω·m )。(15分，每空0.5分，每列所用公式2分) 層號(hào) H1 H2 Rt(Ω·m) t(s/m) （%） So（%） 解釋結(jié)論 1 1280 1281 4.17 380 31.3 45.7 油水同層 2 1288－1291.5 10.42 380 31.3 65.7 油層 3 1296－1298.5 4.63 320 21.9 26.

7、5 水層 （1）根據(jù)電導(dǎo)率計(jì)算地層電阻率 ； 2分 （2）根據(jù)聲波時(shí)差計(jì)算地層孔隙度 ； 2分 （3）根據(jù)地層孔隙度、電阻率計(jì)算地層含油飽和度 2分 第 13 頁 （共 5 頁） 永磁交流伺服電機(jī)位置反饋傳感器檢測(cè)相位與電機(jī)磁極相位的對(duì)齊方式 2008-11-07　　　來源：internet　　　瀏覽：504 主流的伺服電機(jī)位置反饋元件包括增量式編碼器，絕對(duì)式編碼器，正余弦編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器等。為支持永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)的矢量控制，這些位置反饋元件就必須能夠?yàn)樗欧?qū)動(dòng)器提供永磁交流伺服電機(jī)的永磁體磁極相位，或

8、曰電機(jī)電角度信息，為此當(dāng)位置反饋元件與電機(jī)完成定位安裝時(shí)，就有必要調(diào)整好位置反饋元件的角度檢測(cè)相位與電機(jī)電角度相位之間的相互關(guān)系，這種調(diào)整可以稱作電角度相位初始化，也可以稱作編碼器零位調(diào)整或?qū)R。下面列出了采用增量式編碼器，絕對(duì)式編碼器，正余弦編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器等位置反饋元件的永磁交流伺服電機(jī)的傳感器檢測(cè)相位與電機(jī)電角度相位的對(duì)齊方式。 ? 增量式編碼器的相位對(duì)齊方式 ? 在此討論中，增量式編碼器的輸出信號(hào)為方波信號(hào)，又可以分為帶換相信號(hào)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沖輸出信號(hào)A和B，以及零位信號(hào)Z；帶換相信號(hào)的增量式編碼器除具備ABZ輸出信

9、號(hào)外，還具備互差120度的電子換相信號(hào)UVW，UVW各自的每轉(zhuǎn)周期數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)一致。帶換相信號(hào)的增量式編碼器的UVW電子換相信號(hào)的相位與轉(zhuǎn)子磁極相位，或曰電角度相位之間的對(duì)齊方法如下： ? 1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置； ? 2.用示波器觀察編碼器的U相信號(hào)和Z信號(hào)； ? 3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置； ? 4.一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器U相信號(hào)跳變沿，和Z信號(hào)，直到Z信號(hào)穩(wěn)定在高電平上（在此默認(rèn)Z信號(hào)的常態(tài)為低電平），鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系； ? 5.來回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自

10、由回復(fù)到平衡位置時(shí)，Z信號(hào)都能穩(wěn)定在高電平上，則對(duì)齊有效。 ?撤掉直流電源后，驗(yàn)證如下： ? 1.用示波器觀察編碼器的U相信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形； ? 2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，編碼器的U相信號(hào)上升沿與電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過零點(diǎn)重合，編碼器的Z信號(hào)也出現(xiàn)在這個(gè)過零點(diǎn)上。 ? 上述驗(yàn)證方法，也可以用作對(duì)齊方法。 ? 需要注意的是，此時(shí)增量式編碼器的U相信號(hào)的相位零點(diǎn)即與電機(jī)UV線反電勢(shì)的相位零點(diǎn)對(duì)齊，由于電機(jī)的U相反電勢(shì)，與UV線反電勢(shì)之間相差30度，因而這樣對(duì)齊后，增量式編碼器的U相信號(hào)的相位零點(diǎn)與電機(jī)U相反電勢(shì)的-30度相位點(diǎn)對(duì)齊，而電機(jī)電角度相位與U相反電勢(shì)波形的相位一

11、致，所以此時(shí)增量式編碼器的U相信號(hào)的相位零點(diǎn)與電機(jī)電角度相位的-30度點(diǎn)對(duì)齊。 ? 有些伺服企業(yè)習(xí)慣于將編碼器的U相信號(hào)零點(diǎn)與電機(jī)電角度的零點(diǎn)直接對(duì)齊，為達(dá)到此目的，可以： ? 1.用3個(gè)阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個(gè)電阻分別接入電機(jī)的UVW三相繞組引線； ? 2.以示波器觀察電機(jī)U相輸入與星型電阻的中點(diǎn)，就可以近似得到電機(jī)的U相反電勢(shì)波形； ? 3.依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置，或者編碼器外殼與電機(jī)外殼的相對(duì)位置； ? 4.一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器的U相信號(hào)上升沿和電機(jī)U相反電勢(shì)波形由低到高的過零點(diǎn)，最終使上升沿和過零點(diǎn)重合，鎖定編碼器與電機(jī)的

12、相對(duì)位置關(guān)系，完成對(duì)齊。 ? 由于普通增量式編碼器不具備UVW相位信息，而Z信號(hào)也只能反映一圈內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)位，不具備直接的相位對(duì)齊潛力，因而不作為本討論的話題。 ? 絕對(duì)式編碼器的相位對(duì)齊方式 ? 絕對(duì)式編碼器的相位對(duì)齊對(duì)于單圈和多圈而言，差別不大，其實(shí)都是在一圈內(nèi)對(duì)齊編碼器的檢測(cè)相位與電機(jī)電角度的相位。早期的絕對(duì)式編碼器會(huì)以單獨(dú)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(zhuǎn)，也可以實(shí)現(xiàn)編碼器和電機(jī)的相位對(duì)齊，方法如下： ? 1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置； ? 2.用示波器觀察絕對(duì)編碼器的最高計(jì)數(shù)位電

13、平信號(hào)； ? 3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置； ? 4.一邊調(diào)整，一邊觀察最高計(jì)數(shù)位信號(hào)的跳變沿，直到跳變沿準(zhǔn)確出現(xiàn)在電機(jī)軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系； ? 5.來回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，跳變沿都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)齊有效。 ? 這類絕對(duì)式編碼器目前已經(jīng)被采用EnDAT，BiSS，Hyperface等串行協(xié)議，以及日系專用串行協(xié)議的新型絕對(duì)式編碼器廣泛取代，因而最高位信號(hào)就不符存在了，此時(shí)對(duì)齊編碼器和電機(jī)相位的方法也有所變化，其中一種非常實(shí)用的方法是利用編碼器內(nèi)部的EEPROM，存儲(chǔ)編碼器隨機(jī)安裝在電機(jī)軸上后實(shí)測(cè)的相位，具體方法如

14、下： ? 1.將編碼器隨機(jī)安裝在電機(jī)上，即固結(jié)編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸，以及編碼器外殼與電機(jī)外殼； ? 2.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置； ? 3.用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取絕對(duì)編碼器的單圈位置值，并存入編碼器內(nèi)部記錄電機(jī)電角度初始相位的EEPROM中； ? 4.對(duì)齊過程結(jié)束。 ? 由于此時(shí)電機(jī)軸已定向于電角度相位的-30度方向，因此存入的編碼器內(nèi)部EEPROM中的位置檢測(cè)值就對(duì)應(yīng)電機(jī)電角度的-30度相位。此后，驅(qū)動(dòng)器將任意時(shí)刻的單圈位置檢測(cè)數(shù)據(jù)與這個(gè)存儲(chǔ)值做差，并根據(jù)電機(jī)極對(duì)數(shù)進(jìn)行必要的換算，再加上-30度，就可以得到該時(shí)刻的電機(jī)電

15、角度相位。? 這種對(duì)齊方式需要編碼器和伺服驅(qū)動(dòng)器的支持和配合方能實(shí)現(xiàn)，日系伺服的編碼器相位之所以不便于最終用戶直接調(diào)整的根本原因就在于不肯向用戶提供這種對(duì)齊方式的功能界面和操作方法。這種對(duì)齊方法的一大好處是，只需向電機(jī)繞組提供確定相序和方向的轉(zhuǎn)子定向電流，無需調(diào)整編碼器和電機(jī)軸之間的角度關(guān)系，因而編碼器可以以任意初始角度直接安裝在電機(jī)上，且無需精細(xì)，甚至簡(jiǎn)單的調(diào)整過程，操作簡(jiǎn)單，工藝性好。 ? 如果絕對(duì)式編碼器既沒有可供使用的EEPROM，又沒有可供檢測(cè)的最高計(jì)數(shù)位引腳，則對(duì)齊方法會(huì)相對(duì)復(fù)雜。如果驅(qū)動(dòng)器支持單圈絕對(duì)位置信息的讀出和顯示，則可以考慮： ? 1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組

16、通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置； ? 2.利用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取并顯示絕對(duì)編碼器的單圈位置值； ? 3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置； ? 4.經(jīng)過上述調(diào)整，使顯示的單圈絕對(duì)位置值充分接近根據(jù)電機(jī)的極對(duì)數(shù)折算出來的電機(jī)-30度電角度所應(yīng)對(duì)應(yīng)的單圈絕對(duì)位置點(diǎn)，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系； ? 5.來回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，上述折算位置點(diǎn)都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)齊有效。 ? 如果用戶連絕對(duì)值信息都無法獲得，那么就只能借助原廠的專用工裝，一邊檢測(cè)絕對(duì)位置檢測(cè)值，一邊檢測(cè)電機(jī)電角度相位，利用工裝，調(diào)整編碼器和電機(jī)的相對(duì)角位置關(guān)系

17、，將編碼器相位與電機(jī)電角度相位相互對(duì)齊，然后再鎖定。這樣一來，用戶就更加無從自行解決編碼器的相位對(duì)齊問題了。 ? 個(gè)人推薦采用在EEPROM中存儲(chǔ)初始安裝位置的方法，簡(jiǎn)單，實(shí)用，適應(yīng)性好，便于向用戶開放，以便用戶自行安裝編碼器，并完成電機(jī)電角度的相位整定。 ? 正余弦編碼器的相位對(duì)齊方式 ? 普通的正余弦編碼器具備一對(duì)正交的sin，cos 1Vp-p信號(hào)，相當(dāng)于方波信號(hào)的增量式編碼器的AB正交信號(hào)，每圈會(huì)重復(fù)許許多多個(gè)信號(hào)周期，比如2048等；以及一個(gè)窄幅的對(duì)稱三角波Index信號(hào)，相當(dāng)于增量式編碼器的Z信號(hào)，一圈一般出現(xiàn)一個(gè)；這種正余弦編碼器實(shí)質(zhì)上也是一種增量式編碼器。另一種正余弦編碼

18、器除了具備上述正交的sin、cos信號(hào)外，還具備一對(duì)一圈只出現(xiàn)一個(gè)信號(hào)周期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信號(hào)，如果以C信號(hào)為sin，則D信號(hào)為cos，通過sin、cos信號(hào)的高倍率細(xì)分技術(shù)，不僅可以使正余弦編碼器獲得比原始信號(hào)周期更為細(xì)密的名義檢測(cè)分辨率，比如2048線的正余弦編碼器經(jīng)2048細(xì)分后，就可以達(dá)到每轉(zhuǎn)400多萬線的名義檢測(cè)分辨率，當(dāng)前很多歐美伺服廠家都提供這類高分辨率的伺服系統(tǒng)，而國(guó)內(nèi)廠家尚不多見；此外帶C、D信號(hào)的正余弦編碼器的C、D信號(hào)經(jīng)過細(xì)分后，還可以提供較高的每轉(zhuǎn)絕對(duì)位置信息，比如每轉(zhuǎn)2048個(gè)絕對(duì)位置，因此帶C、D信號(hào)的正余弦編碼器可以視作一種模擬式的單圈絕對(duì)編碼

19、器。 ? 采用這種編碼器的伺服電機(jī)的初始電角度相位對(duì)齊方式如下： ? 1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置； ? 2.用示波器觀察正余弦編碼器的C信號(hào)波形； ? 3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置； ? 4.一邊調(diào)整，一邊觀察C信號(hào)波形，直到由低到高的過零點(diǎn)準(zhǔn)確出現(xiàn)在電機(jī)軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系； ? 5.來回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，過零點(diǎn)都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)齊有效。 ? 撤掉直流電源后，驗(yàn)證如下： ? 1.用示波器觀察編碼器的C相信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形；

20、 ? 2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，編碼器的C相信號(hào)由低到高的過零點(diǎn)與電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過零點(diǎn)重合。 ? 這種驗(yàn)證方法，也可以用作對(duì)齊方法。 ? 此時(shí)C信號(hào)的過零點(diǎn)與電機(jī)電角度相位的-30度點(diǎn)對(duì)齊。? 如果想直接和電機(jī)電角度的0度點(diǎn)對(duì)齊，可以考慮： ? 1.用3個(gè)阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個(gè)電阻分別接入電機(jī)的UVW三相繞組引線； ? 2.以示波器觀察電機(jī)U相輸入與星型電阻的中點(diǎn)，就可以近似得到電機(jī)的U相反電勢(shì)波形； ? 3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置； ? 4.一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器的C相信號(hào)由低到高的過零點(diǎn)和電機(jī)U相反電勢(shì)波形由低到高的過零點(diǎn)，最終使2

21、個(gè)過零點(diǎn)重合，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系，完成對(duì)齊。 ? 由于普通正余弦編碼器不具備一圈之內(nèi)的相位信息，而Index信號(hào)也只能反映一圈內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)位，不具備直接的相位對(duì)齊潛力，因而在此也不作為討論的話題。 ? 如果可接入正余弦編碼器的伺服驅(qū)動(dòng)器能夠?yàn)橛脩籼峁腃、D中獲取的單圈絕對(duì)位置信息，則可以考慮： ? 1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置； ? 2.利用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取并顯示從C、D信號(hào)中獲取的單圈絕對(duì)位置信息； ?3.調(diào)整旋變軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置； ? 4.經(jīng)過上述調(diào)整，使顯示的絕對(duì)位置值充分接近根據(jù)電機(jī)的極對(duì)

22、數(shù)折算出來的電機(jī)-30度電角度所應(yīng)對(duì)應(yīng)的絕對(duì)位置點(diǎn)，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系； ? 5.來回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，上述折算絕對(duì)位置點(diǎn)都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)齊有效。 ? 此后可以在撤掉直流電源后，得到與前面基本相同的對(duì)齊驗(yàn)證效果： ?1.用示波器觀察正余弦編碼器的C相信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形； ?2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，驗(yàn)證編碼器的C相信號(hào)由低到高的過零點(diǎn)與電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過零點(diǎn)重合。 ? 如果利用驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器，也可以存儲(chǔ)正余弦編碼器隨機(jī)安裝在電機(jī)軸上后實(shí)測(cè)的相位，具體方法如下： ? 1.將正余弦隨機(jī)安裝在

23、電機(jī)上，即固結(jié)編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸，以及編碼器外殼與電機(jī)外殼； ? 2.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置； ? 3.用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取由C、D信號(hào)解析出來的單圈絕對(duì)位置值，并存入驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部記錄電機(jī)電角度初始安裝相位的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器中； ? 4.對(duì)齊過程結(jié)束。 ? 由于此時(shí)電機(jī)軸已定向于電角度相位的-30度方向，因此存入的驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器中的位置檢測(cè)值就對(duì)應(yīng)電機(jī)電角度的-30度相位。此后，驅(qū)動(dòng)器將任意時(shí)刻由編碼器解析出來的與電角度相關(guān)的單圈絕對(duì)位置值與這個(gè)存儲(chǔ)值做差，并根據(jù)電機(jī)極對(duì)數(shù)進(jìn)行必要

24、的換算，再加上-30度，就可以得到該時(shí)刻的電機(jī)電角度相位。 ? 這種對(duì)齊方式需要伺服驅(qū)動(dòng)器的在國(guó)內(nèi)和操作上予以支持和配合方能實(shí)現(xiàn)，而且由于記錄電機(jī)電角度初始相位的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器位于伺服驅(qū)動(dòng)器中，因此一旦對(duì)齊后，電機(jī)就和驅(qū)動(dòng)器事實(shí)上綁定了，如果需要更換電機(jī)、正余弦編碼器、或者驅(qū)動(dòng)器，都需要重新進(jìn)行初始安裝相位的對(duì)齊操作，并重新綁定電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的配套關(guān)系。 ? 旋轉(zhuǎn)變壓器的相位對(duì)齊方式 ?旋轉(zhuǎn)變壓器簡(jiǎn)稱旋變，是由經(jīng)過特殊電磁設(shè)計(jì)的高性能硅鋼疊片和漆包線構(gòu)成的，相比于采用光電技術(shù)的編碼器而言，具有耐熱，耐振。耐沖擊，耐油污，甚至耐腐蝕等惡劣工作環(huán)境的適應(yīng)能力，因而為武器系統(tǒng)等工

25、況惡劣的應(yīng)用廣泛采用，一對(duì)極（單速）的旋變可以視作一種單圈絕對(duì)式反饋系統(tǒng)，應(yīng)用也最為廣泛，因而在此僅以單速旋變?yōu)橛懻搶?duì)象，多速旋變與伺服電機(jī)配套，個(gè)人認(rèn)為其極對(duì)數(shù)最好采用電機(jī)極對(duì)數(shù)的約數(shù)，一便于電機(jī)度的對(duì)應(yīng)和極對(duì)數(shù)分解。 ? 旋變的信號(hào)引線一般為6根，分為3組，分別對(duì)應(yīng)一個(gè)激勵(lì)線圈，和2個(gè)正交的感應(yīng)線圈，激勵(lì)線圈接受輸入的正弦型激勵(lì)信號(hào)，感應(yīng)線圈依據(jù)旋變轉(zhuǎn)定子的相互角位置關(guān)系，感應(yīng)出來具有SIN和COS包絡(luò)的檢測(cè)信號(hào)。旋變SIN和COS輸出信號(hào)是根據(jù)轉(zhuǎn)定子之間的角度對(duì)激勵(lì)正弦信號(hào)的調(diào)制結(jié)果，如果激勵(lì)信號(hào)是sinωt，轉(zhuǎn)定子之間的角度為θ，則SIN信號(hào)為sinωt×sinθ，則COS信號(hào)為si

26、nωt×cosθ，根據(jù)SIN，COS信號(hào)和原始的激勵(lì)信號(hào)，通過必要的檢測(cè)電路，就可以獲得較高分辨率的位置檢測(cè)結(jié)果，目前商用旋變系統(tǒng)的檢測(cè)分辨率可以達(dá)到每圈2的12次方，即4096，而科學(xué)研究和航空航天系統(tǒng)甚至可以達(dá)到2的20次方以上，不過體積和成本也都非常可觀。 ? 商用旋變與伺服電機(jī)電角度相位的對(duì)齊方法如下： ? 1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出； ? 2.然后用示波器觀察旋變的SIN線圈的信號(hào)引線輸出； ? 3.依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整電機(jī)軸上的旋變轉(zhuǎn)子與電機(jī)軸的相對(duì)位置，或者旋變定子與電機(jī)外殼的相對(duì)位置； ? 4.一邊調(diào)整，一邊觀察旋變SI

27、N信號(hào)的包絡(luò)，一直調(diào)整到信號(hào)包絡(luò)的幅值完全歸零，鎖定旋變； ? 5.來回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，信號(hào)包絡(luò)的幅值過零點(diǎn)都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)齊有效 。 ? 撤掉直流電源，進(jìn)行對(duì)齊驗(yàn)證： ? 1.用示波器觀察旋變的SIN信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形； ? 2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，驗(yàn)證旋變的SIN信號(hào)包絡(luò)過零點(diǎn)與電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過零點(diǎn)重合。 ? 這個(gè)驗(yàn)證方法，也可以用作對(duì)齊方法。 ? 此時(shí)SIN信號(hào)包絡(luò)的過零點(diǎn)與電機(jī)電角度相位的-30度點(diǎn)對(duì)齊。? 如果想直接和電機(jī)電角度的0度點(diǎn)對(duì)齊，可以考慮： ? 1.用3個(gè)阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3

28、個(gè)電阻分別接入電機(jī)的UVW三相繞組引線； ? 2.以示波器觀察電機(jī)U相輸入與星型電阻的中點(diǎn)，就可以近似得到電機(jī)的U相反電勢(shì)波形； ? 3.依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置，或者編碼器外殼與電機(jī)外殼的相對(duì)位置； ? 4.一邊調(diào)整，一邊觀察旋變的SIN信號(hào)包絡(luò)的過零點(diǎn)和電機(jī)U相反電勢(shì)波形由低到高的過零點(diǎn)，最終使這2個(gè)過零點(diǎn)重合，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系，完成對(duì)齊。 ? 需要指出的是，在上述操作中需有效區(qū)分旋變的SIN包絡(luò)信號(hào)中的正半周和負(fù)半周。由于SIN信號(hào)是以轉(zhuǎn)定子之間的角度為θ的sinθ值對(duì)激勵(lì)信號(hào)的調(diào)制結(jié)果，因而與sinθ的正半周對(duì)應(yīng)的SIN信號(hào)包絡(luò)中，被調(diào)

29、制的激勵(lì)信號(hào)與原始激勵(lì)信號(hào)同相，而與sinθ的負(fù)半周對(duì)應(yīng)的SIN信號(hào)包絡(luò)中，被調(diào)制的激勵(lì)信號(hào)與原始激勵(lì)信號(hào)反相，據(jù)此可以區(qū)別和判斷旋變輸出的SIN包絡(luò)信號(hào)波形中的正半周和負(fù)半周。對(duì)齊時(shí)，需要取sinθ由負(fù)半周向正半周過渡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的SIN包絡(luò)信號(hào)的過零點(diǎn)，如果取反了，或者未加準(zhǔn)確判斷的話，對(duì)齊后的電角度有可能錯(cuò)位180度，從而造成速度外環(huán)進(jìn)入正反饋。? 如果可接入旋變的伺服驅(qū)動(dòng)器能夠?yàn)橛脩籼峁男冃盘?hào)中獲取的與電機(jī)電角度相關(guān)的絕對(duì)位置信息，則可以考慮： ? 1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置； ? 2.利用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取并顯示

30、從旋變信號(hào)中獲取的與電機(jī)電角度相關(guān)的絕對(duì)位置信息； ? 3.依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整旋變軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置，或者旋變外殼與電機(jī)外殼的相對(duì)位置； ? 4.經(jīng)過上述調(diào)整，使顯示的絕對(duì)位置值充分接近根據(jù)電機(jī)的極對(duì)數(shù)折算出來的電機(jī)-30度電角度所應(yīng)對(duì)應(yīng)的絕對(duì)位置點(diǎn)，鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系； ?5.來回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸，撒手后，若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí)，上述折算絕對(duì)位置點(diǎn)都能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)，則對(duì)齊有效。 ? 此后可以在撤掉直流電源后，得到與前面基本相同的對(duì)齊驗(yàn)證效果： ? 1.用示波器觀察旋變的SIN信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形； ? 2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，驗(yàn)證旋變的SIN信號(hào)包絡(luò)過零點(diǎn)與

31、電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過零點(diǎn)重合。 ? 如果利用驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器，也可以存儲(chǔ)旋變隨機(jī)安裝在電機(jī)軸上后實(shí)測(cè)的相位，具體方法如下： ? 1.將旋變隨機(jī)安裝在電機(jī)上，即固結(jié)旋變轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸，以及旋變外殼與電機(jī)外殼； ? 2.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置； ? 3.用伺服驅(qū)動(dòng)器讀取由旋變解析出來的與電角度相關(guān)的絕對(duì)位置值，并存入驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部記錄電機(jī)電角度初始安裝相位的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器中； ?4.對(duì)齊過程結(jié)束。 ? 由于此時(shí)電機(jī)軸已定向于電角度相位的-30度方向，因此存入的驅(qū)動(dòng)器內(nèi)

32、部EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器中的位置檢測(cè)值就對(duì)應(yīng)電機(jī)電角度的-30度相位。此后，驅(qū)動(dòng)器將任意時(shí)刻由旋變解析出來的與電角度相關(guān)的絕對(duì)位置值與這個(gè)存儲(chǔ)值做差，并根據(jù)電機(jī)極對(duì)數(shù)進(jìn)行必要的換算，再加上-30度，就可以得到該時(shí)刻的電機(jī)電角度相位。 ? 這種對(duì)齊方式需要伺服驅(qū)動(dòng)器的在國(guó)內(nèi)和操作上予以支持和配合方能實(shí)現(xiàn)，而且由于記錄電機(jī)電角度初始相位的EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器位于伺服驅(qū)動(dòng)器中，因此一旦對(duì)齊后，電機(jī)就和驅(qū)動(dòng)器事實(shí)上綁定了，如果需要更換電機(jī)、旋變、或者驅(qū)動(dòng)器，都需要重新進(jìn)行初始安裝相位的對(duì)齊操作，并重新綁定電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的配套關(guān)系。 ? 注意 ? 1.以上討論中，所謂對(duì)齊到電機(jī)電角度的

33、-30度相位的提法，是以UV反電勢(shì)波形滯后于U相30度的前提為條件。 ? 2.以上討論中，都以UV相通電，并參考UV線反電勢(shì)波形為例，有些伺服系統(tǒng)的對(duì)齊方式可能會(huì)采用UW相通電并參考UW線反電勢(shì)波形。 ? 3.如果想直接對(duì)齊到電機(jī)電角度0度相位點(diǎn)，也可以將U相接入低壓直流源的正極，將V相和W相并聯(lián)后接入直流源的負(fù)端，此時(shí)電機(jī)軸的定向角相對(duì)于UV相串聯(lián)通電的方式會(huì)偏移30度，以文中給出的相應(yīng)對(duì)齊方法對(duì)齊后，原則上將對(duì)齊于電機(jī)電角度的0度相位，而不再有-30度的偏移量。這樣做看似有好處，但是考慮電機(jī)繞組的參數(shù)不一致性，V相和W相并聯(lián)后，分別流經(jīng)V相和W相繞組的電流很可能并不一致，從而會(huì)影響電機(jī)軸定向角度的準(zhǔn)確性。而在UV相通電時(shí)，U相和V相繞組為單純的串聯(lián)關(guān)系，因此流經(jīng)U相和V相繞組的電流必然是一致的，電機(jī)軸定向角度的準(zhǔn)確性不會(huì)受到繞組定向電流的影響。 ? 4.不排除伺服廠商有意將初始相位錯(cuò)位對(duì)齊的可能性，尤其是在可以提供絕對(duì)位置數(shù)據(jù)的反饋系統(tǒng)中，初始相位的錯(cuò)位對(duì)齊將很容易被數(shù)據(jù)的偏置量補(bǔ)償回來，以此種方式也許可以起到某種保護(hù)自己產(chǎn)品線的作用。只是這樣一來，用戶就更加無從知道伺服電機(jī)反饋元件的初始相位到底該對(duì)齊到哪兒了。用戶自然也不愿意遇到這樣的供應(yīng)商。