0摘要

本文主要介紹了伺服電機三相繞組與伺服驅(qū)動器實現(xiàn)盲接的方法，首先利用編碼器識別繞組線當前接法，然后基于已獲知的接法調(diào)整PWM波輸出，實現(xiàn)在即使人工接錯線的情況下，電機也能正常運行，以減少因繞組接線錯誤導致的機械安全事故。

1引言

伺服電機與伺服驅(qū)動器是一個有機的整體，通過繞組線、編碼器線及抱閘線等實現(xiàn)信息的傳遞，伺服電機的運動性能是電機和驅(qū)動器兩者配合所反映的綜合效果。在實際使用過程中，往往存在接線較多、密集難辨或操作失誤等情形，導致人工接錯繞組線，有時，繞組線接錯，電機不會運行，直接報警，但也有的時候，繞組線接錯可能造成飛車，導致嚴重的機械安全事故、甚至生命安全。

針對這個問題，主要有兩種解決辦法，一種是通過結(jié)構(gòu)上的非對稱設計防止反接，一種是不做任何硬件或結(jié)構(gòu)上的變動，在軟件算法上通過識別并調(diào)整PWM輸出，在任何繞組接線情況下都能實現(xiàn)電機的正常運行，本文主要對此種繞組線盲接法做詳細介紹。

2正文

伺服系統(tǒng)上電后，驅(qū)動器內(nèi)部先給其中的兩相供直流，利用編碼器讀出偏轉(zhuǎn)位置以判斷電機UVW三相和驅(qū)動器abc口輸出的具體接法，判斷完成后，給電機正常供電，并根據(jù)得到的具體接法，將DSP輸出的三相PWM波輸出給對應的MOS管以控制其開關(guān)。以實現(xiàn)，在三相繞組任何接線情況下，通過調(diào)整PWM波控制MOS管的順序來達到電機正常運行的目的。

第一步：利用編碼器識別繞組線的具體接法

主要是借助電機單相或雙向繞組線通直流電時，電機會偏差一定角度，通過編碼器識別這一角度大?。ń^對位置），便可識別出驅(qū)動器abc與電機UVW三相的具體接法。由于需要準確獲知通電話電機的絕對位置，因此，對于絕對值編碼器，一次通電即可識別；對于增量式編碼器需要兩次通電后方可確定其絕對位置。目前市面上絕大部分已采用絕對值編碼器，本文以絕對值編碼器為例進行介紹：

當驅(qū)動器與電機繞組線接好，上電時，a相輸入1A電流，b相輸入2A，則不同接法的編碼器顯示的絕對位置如下：以紅線為零點，則正常接線時（a接U；b接V；c接W）,則偏轉(zhuǎn)位置如圖綠線所示，通過編碼器識別這一角度，從而判斷出a接U；b接V；c接W。

以紅線為零點，a,b反接（a接V；b接U；c接W）,則偏轉(zhuǎn)位置如圖綠線所示，通過編碼器識別這一角度，從而判斷出a接V；b接U；c接W。

對于三相而言，總共有六種接法。電機按照a相輸入1A電流，b相輸入2A，則會產(chǎn)生6個不同位置，通過識別編碼器的位置從而可以判斷出具體是哪一種接法。

第一步完成后，下一步給電機正常供電。

第二步：根據(jù)上一步編碼器識別出的具體接法來調(diào)整PWM波輸出

按照正常的電機控制，如下圖，DSP輸出的三對PWM信號控制固定的三對上下橋臂MOS管的開關(guān)。比如PWM1控制Ua對應上下橋臂，PWM2控制Ub對應上下橋臂，PWM3控制Uc對應上下橋臂。

三相電機繞組接錯線時，導致伺服控制紊亂，嚴重時產(chǎn)生飛車，引起機械安全事故。因此，在第一步通過編碼器識別出具體接法的情況下，有必要調(diào)整對PWM信號輸出的順序。比如，當a，b接反時（a接V；b接U；c接W），通過算法調(diào)整三對PWM信號，將PWM1輸出給Ub對應橋臂，將PWM2輸出給Ua對應橋臂，即調(diào)換兩對信號輸出目標管。如下：

根據(jù)上圖的原理進行仿真建模，輸入指令信號500rpm時，對應的三相電流曲線以及速度曲線仿真結(jié)果如下：

繞組線接反時三相電流曲線仿真結(jié)果

繞組線接反時指令速度及反饋速度曲線仿真結(jié)果

從上圖的仿真結(jié)果可以看出，不論伺服電機和驅(qū)動器的三相繞組如何接法，都可以實現(xiàn)電機的正常運行，因此，在不改變原有結(jié)構(gòu)或硬件的基礎(chǔ)上，通過軟件算法可實現(xiàn)在即使人工接錯線的情況下，電機也能正常運行，以減少因繞組接線錯誤導致的機械安全事故。

結(jié)束

本文針對在實際應用中伺服電機繞組線和驅(qū)動器之間的連接，有可能存在接錯線的問題進行深入研究，先通過編碼器識別具體接法，然后調(diào)整PWM輸出信號，即可避免因接錯線導致的安全事故，并通過simulink仿真驗證了此實驗成果。此外，市面上還存在各種不同的電機，有兩相四線、三相四線以及三線六線等不同的接法，也有可能存在接錯線的問題，本文提出的方法可適用于其他類的電機。

本文得到《基于矢量控制的交流伺服系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)》項目的支持，項目編號為JSGG20170823162905889，再此表示感謝！