带霍尔信号的增量式光电编码器在控制器测速中的应用.doc

带霍尔信号的增量式光电编码器在控制器测速中的应用、增量式光电编码器基础增量式光电编码器示意图^jfLn_TLTLB±rLTLrLTL 号 dTLTTTTT増駅式光电编叫器原理刑斎式朮电编码器输出信号在码盘上均匀地刻制一定数量的光栅，光栅一侧固定有光接收传感器，另一侧有固定光 源，使用时码盘随电机轴同步转动码盘转动产生 A B和Z信号，A和B存在90度的相位差，用以产生正交脉冲信号，测 定位置增量，Z信号每转一圈触发一个窄脉冲，用来做基准校准QEP信号解码增量式旋转光电编码器输出 A B （占空比50%和Z信号及其对应互补的差分信号， 滤波后经差动放大器分别输出 QEP_A QEP_B和QEP_INDE＞三路信号，接入到 DSP的QEI模块这些波形的时序如下图D1R根据A、B信号相位超前或滞后可以判断转向，脉冲的上下沿捕捉可以产生 4倍频信号提高编码器的分辨率，脉冲累加计数用来计算转子相对于 Z起始点的确切位置三、带定位信号 U、V和W信号的增量式光电编码器U V和W信号用来给转子做初始定位，这三个脉冲互差 120o电角度方波信号类似于直流无刷电机位置传感器 HALL的输出信号，在一个电角度周期，三个信号的输出组成 6个状态，每个状态 60o电角度要使U V和W信号能判断转子的初始定位，需要将 U相信号上升沿和电机反电势和由负到正过零点位置对齐■ T|o o0 / 2 兀 3?r / 2 2^编码器U¥W输出和电机反电动势波形四、增量式光电编码器初始位置编码器U信号和Z信号的关系上面提及U、V和W信号类似于直流无刷的 HALL传感器的信号，通常使用 HALL使用时 已经把1个HALL安装到A相电机绕组磁势轴线位置， 另外两个依次按照1200电角度顺 序安装好，这样U相信号上升沿和电机 A相反电势和由负到正过零点位置对齐， 该位置 定义为初始位置，此时。

绕组 A相轴线和转子 D轴对齐编码器安装好后，U相信号上升沿位置也就确定，所以编码器的初次安装一般而言需要 将U相信号标定到 A相电机绕组磁势轴线位置Z信号触发信号通常而言和编码器 U相信号上升沿对齐，如果有偏差，需要加上校正因子，这样Z信号就能反应电机的 U相反电势零点位置即初始位置的位置编码器安装好后，编码器U相信号和Z触发信号的位置是固定的， 和A相绕组轴线存在 着对应关系，但电机转子的位置是随机的，可能在 0到360o电角度6个扇区之间的任何一个位置，每个扇区的轴线与转子的 D轴是随机的，定义该值 0 z 0 z的物理含义是：每个扇区的轴线与转子 D轴位置的差值该差值是物理存在的，在矢量控制之前必 须要学到五、转子相位初始化对于采用带U,V,W磁极信号的编码器来说，采用这个编码器能够把一个电角度周期分成6个区间当系统上电时，检测 U,V,W三相的状态能够知道当前在哪个区间（ 0~5）,从而得到 0 e= 0 Z+n*60+30.由于U,V,W只能分辨600电角度，以0区间为例，电角度表示范围在 0~600之间，取其中间值300代表当前位置对于磁钢表贴式永磁电机，通常采用 id=0的控制方式，定子磁链矢量超前转子 D轴90o时力矩最大，用编码器 U V和W相脉冲信号定位时由于有 30。

的电角度误差，所以定 子磁链矢量超前磁极位置不一定刚好是 90o,而是在60O-120这时转矩不是最大,但足够启动电机，当 Z信号触发脉冲到来时就能重新修正转子的位置，之后使用 A、B脉冲的信号获取精确的转子位置信号下图为教科书通常的转子相位初始化示意图在性悅査a电后轻『的位■⑷d-茁坐标系旋转。