v季节性冻土填方施工工法.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流v季节性冻土填方施工工法.精品文档.季节性冻土填方施工工法一、前言本工法是在北黑高速公路A1合同段施工过程中探索总结形成的。北安至黑河高速公路是国家高速公路网和黑龙江省高速公路网的重要组成部分，是黑龙江省开展陆海联运和对俄贸易运输主要通道的关键路段。该区域属大陆性季风气候，气候寒冷而湿润，冬季寒冷漫长，夏季温和短促，年平均气温为1.30.4，极端最高气温35.2，极端最低气温48.1。项目路线起点建华互通区是连接绥化至北安、伊春至五大连池高速北安至五大连池段、规划齐齐哈尔至北安三条高速的枢纽型互通，为全线重点工程之一，终点位于北安市二井子镇四

2、井子村。起讫桩号K0-260K13+010，全长13.27km。二、工法特点（一）在季节性冻土区路基填方采用透水性好的标准粗颗粒土填筑，在施工工期、防治路基病害产生、成本控制上要优于其它填筑材料。（二）路基低填方段和湿软路基基底处理采用透水性好的砂砾换填，砂砾因材料空隙大，形成的毛细管少，减少了地下水的上升。还可以减少冻胀路基土方的厚度，减轻冻土的膨胀程度，消弱冻胀土的抬拱力。（三）在考虑冰冻深度影响的同时，采用纵、横向渗沟加强地面和地下排水并降低地下水位，将地下水汇集于沟内，并通过沟底通道将水排至指定地点。使土基保持干燥，减少冻结过程中水分聚流的来源。三、适用范围适用于季节性冻土地区填方路基

3、处理及施工。四、工艺原理针对季节性冻土区路基冻胀产生的原因，结合已有季冻区施工经验，通过隔断地面水的渗入和毛细管水上升的途径，从而降低地下水位，减少路基填料中的原始含水量，使之保持在最佳含水量附近，从而切断聚冰过程中的供水来源。进而有效的预防由于施工中填筑材料及工艺不合理造成的路基冻胀，保证通车后的道路质量。五、施工工艺流程及操作要点（一）施工工艺流程图 施 工 准 备浆砌纵、横向渗沟基础土 工 试 验分层填筑渗水性材料碾 压 密 实开挖纵、横向渗沟基 底 处 理测 量 放 样 清 理 场 地平 整 压 实路堤填筑高度检 测 交 验小于1.5m大于1.5m（二）施工操作要点1、路基施工开工前，

4、应在全面理解设计要求和设计交底的基础上，进行现场调查和核对。2、修建临时工程，以满足正常施工需要。3、进行现场恢复和固定路线。内容包括导线、中线的复测，水准点的复测与增设、中线放样及路基放样等。4、基底处理4.1清除路基范围内的杂物，根据测工放样的高程推除积土，达到设计高程后，用压路机进行碾压至设计规定压实度标准。4.2粘性土、砂性土基底路段，按现场实际情况挖除原地基土，换填砂砾并分层压实，保证路槽下压实度。4.3要保证结构层下填筑高度不足80cm地段，其处理深度必须达到80cm。4.4路基基底范围内的植被、腐殖土及树根必须全部按设计要求清除。清基进度要与施工进度相对应，基底暴露时间不能过长，

5、以免受水浸害。4.5水田、湿地等低洼湿软路基基底设置透水隔离层，有效厚度可根据实际情况确定，上下宜设防淤层。隔离层材料可用0.075mm的粒径含量小于5%的碎石、砾石、粗砂等。上下面宜设3%4%坡度。这样既能隔断毛细水和冻结水上升，又能排除渗入到路基中的水，因为渗入水占冻害水的绝大部分。5、根据地形和地下水位的具体情况，加深排水沟和在排水沟下设纵、横向渗沟。渗沟开挖用人工或挖掘机进行。渗沟开挖必须规则，几何尺寸符合要求。6、浆砌渗沟基础。渗沟基础用砂浆砌片石砌筑，表面平整，形成34的一字坡，防止出现反坡。7、渗沟内铺设滤水土工布。滤水土工布铺设必须能全部将碎石包裹，顶面和接头搭接20cm 以上

6、。8、填入渗沟材料。渗沟填筑材料用碎石，使用前必须筛去细颗粒和粉尘。9、纵、横渗沟完成后，将路基底整平并碾压密实，密实度达到93以上，并形成34的一字或人字坡。10、非全冻路基施工非全冻路基：路基填筑高度大于路基冻结深度(道路冻深减去路面厚度)的路基。10.1冻胀性不同的土质必须分层填筑，且抗冻性强的土应填在高层位。10.2严格控制填土厚度，每层压实方不超过20cm。10.3冻深内的填土严禁混杂，同一土质实方厚度不宜少于0.5m。10.4同一层土的含水量应一致，最大允许偏差2%。10.5同一层填土压实度必须均匀一致，允许偏差2%。碾压前用平地机整平,碾压方式为先慢后快，由弱振到强振，由外侧向内

7、侧碾压，碾压接缝振动压路机一般重叠0.40.5m，光轮压路机重叠1/2后轮宽度，先后施工的相邻两个施工段，碾压区域纵向重叠1.01.5m，压实遍数由试验段确定。10.6 填土期间每层顶面应保持不小于2.5%的排水横披。10.7 优先安排高填方路段施工，保证6个月的沉降时间。如因工期限制不能满足时间要求则进行强夯，加速沉降。10.8 严格控制填挖结合部的施工质量，防止差异沉降。10.9 横披较陡路段，采用浆砌片石护脚，保证路基稳定。11、全冻路基施工全冻路基：路基填筑高度小于等于路基冻结深度（道路冻深减去路面厚度）的路基。11.1 全冻路基填方路段施工按非全冻路基相关内容执行。11.2 施工开始

8、前，必须于路基两侧挖出临时排水沟或边沟，应结合永久排水先做渗沟、渗井等地下排水设施。全冻路堤路段应设排水渗沟：（1）渗沟应设于两侧边沟下或边沟外，不宜设在路肩范围以内。（2）渗沟埋深不得小于当地最小冻结深度。（3）渗沟纵坡不应小于0.5%，长度不宜大于300m，渗沟过长应在其间设置横向排出渗沟或采取其它措施。（4）渗沟反滤排水填料应用粒径大小均匀一致的砂石料，每层厚度不宜小于0.15m，最大粒径不大于80mm。也可选用渗水土工布内填1060mm碎石或砾石排水集料，外侧填0.15m厚中细砂防污层。全冻路堤在无平面排水条件下可设置渗水井排除路基中的水分：（1）渗水井宜设于边沟外，路基下有透水层时也

9、可设于路面范围内或边沟下。（2）渗水井深度一般宜大于3m。透水层埋置较浅的渗水井底面宜伸至透水层。（3）渗水井直径宜为1.01.5m。井内由外围向中心逐层填筑反滤层材料。（4）渗水井中水的排除可用横向暗沟或渗沟、井下透水层或水泵抽排。用水泵抽排时应防止路基内细颗粒流失。12、如因料源限制而采用非粗颗粒土进行路基填筑的路基，可通过设置透水性隔离层进行。13、每道工序完成后及时进行自检，合格后报检，经监理工程师检验合格后方可进行下道工序施工。六、材料与设备（一）材料1、在路基及边坡设置碎（块）石，这种材料可以主动调温冷却路基。2、换填砂砾应优先选择级配较好的砂砾，填料最大粒径应小于150mm。（二

10、）主要施工机具序 号名 称数 量单 位备 注1推土机1台一个工作面2平地机1台一个工作面3振动压路机2台一个工作面4灰土拌合机2台一个工作面5铧犁拖拉机2台一个工作面6挖掘机2台一个工作面7装载机1台一个工作面8自卸车辆根据运距确定数量9三轮静碾压路机2台一个工作面七、质量控制(一)路基填土施工质量评定标准路基填方施工允许偏差项次检查项目规定值或允许偏差检测方法和频率高速公路/一级公路1压实度（%）填方（m）00.896每200m每压实层测4处0.81.5941.5932弯沉（0.01mm）不大于设计要求值按检验评定标准附录检查3纵断高程（mm）正 10，负 15每200m测4断面4中线偏位（

11、mm）50每200m测4点5宽度（mm）符合设计要求每200m测4处6平整度（mm）15每200m测2处10尺7横披（%）0.3每200m测4断面8边坡符合设计要求每200m测4处(二)路基填方施工质量控制措施1、施工前，对地基进行复查、核对，慎重处理地基范围内存在的局部松软、坑穴、泉眼等，必要时与设计方联系处理。2、严格按试验段取得的试验数据进行施工，控制填料松铺厚度，按压实机械最佳组合方式对填料进行压实。3、严格按规范要求，分层填筑、碾压，经检验合格后，方可继续施工。如有检验不合格的填层，必须返工，直至检验合格。4、施工期间做好现场排水，保持作业面排水畅通，做到施工场地雨后无积水。尤其是路

12、堤两侧坡脚严禁积水。5、使用不同填料填筑路基时，每一水平层的全宽采用同一种填料，每种填料层累计总厚大于50cm。6、施工前收听当地气象部门的天气预报，并据此进行合理的施工安排。7、施工过程中要充分应用“小段上土、机群作业、快速成型、文明施工”的十六字施工方法。8、定期对试验、检测、测量仪器进行标定。八、安全措施（一）现场施工人员必须熟悉安全操作规程，坚守岗位，根据劳动组织分工原则各负其责。（二）根据工地情况，做好场地布置，合理安排临时设施，进行安全保卫工作，布置安全防护设施和统一的安全标志，在施工现场醒目位置设置固定的大幅安全标语及各种安全操作规程牌。（三）正确指挥和组织生产，坚持“安全第一”

13、的原则，严格控制加班加点，防止因人员疲劳、机械超疲、各种动力车辆超速或超高超宽装载而发生的事故。（四）汽车装土、卸土时，停卸地点平整坚实，在危险地段卸土设专人指挥。九、环保措施（一）尽量少占或绕避林地、耕地，保护原有树木及地表植被。临时用地范围的耕地采取措施进行复耕。（二）施工场地内修建施工排水系统并确保畅通。（三）运输可能产生粉尘的车辆配备挡板及棚布，防止粉尘飞落，减少对生产人员和当地居民造成危害，必要时进行洒水。（四）施工中产生的废水废液应妥善处理，避免污染农田。（五）对职工定期进行环保教育及培训，提高环保意识。（六）工程完工后及时清理现场垃圾，做到文明退场。十、经济效益分析（一）置换填土

14、法简单易行、科技含量低，但所得到的效益不可低估。可有效的避免在通车的第二年就有部分路段出现冻胀和翻浆现象。（二）路基填料采用碎石填筑，碎石透水性好、塑性低，毛细管水作用小，强度和水稳性好。（三）采用透水性好的填筑材料，在施工工期，经济上有良好的效果，减少了后期因冻胀破坏返修的费用。十一、工程应用实例北安至黑河高速公路A1标段，起讫桩号K0-260K13+010，全长13.27km。地理位置介于东经1262512730和北纬48055013之间，位于黑龙江省北部小兴安岭山地地区,年平均气温为1.30.4，极端最高气温36.2，极端最低气温48.1，属重冻区（B）冻结指数F2000，潮湿系数0.5

15、K0.25，大地标准冻深（10年最大值）1.03.0(m),是研究东北地区季节性冻土区路基、路面施工技术的良好路线。经过2009年11月到2010年4月近五个月的冬季冻融考验，我标段施工的路基无一处因冻胀而破坏，通过灌砂法对路基进行检测，仅有部分压实度略有降低，但全部在合格范围之内，实践证明，本工法施工工艺适合在季节性冻土区采用。永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式2008-11-07来源：internet浏览：504 主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等。为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制，这些位置反馈元件就必须能够为伺

16、服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位，或曰电机电角度信息，为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时，就有必要调整好位置反馈元件的角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系，这种调整可以称作电角度相位初始化，也可以称作编码器零位调整或对齐。下面列出了采用增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺服电机的传感器检测相位与电机电角度相位的对齐方式。增量式编码器的相位对齐方式 在此讨论中，增量式编码器的输出信号为方波信号，又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器，普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B，以及零位信号Z；带换相信号的增

17、量式编码器除具备ABZ输出信号外，还具备互差120度的电子换相信号UVW，UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位，或曰电角度相位之间的对齐方法如下： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.一边调整，一边观察编码器U相信号跳变沿，和Z信号，直到Z信号稳定在高电平上（在此默认Z信号的常态为低电平），锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由

18、回复到平衡位置时，Z信号都能稳定在高电平上，则对齐有效。 撤掉直流电源后，验证如下： 1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形； 2.转动电机轴，编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合，编码器的Z信号也出现在这个过零点上。 上述验证方法，也可以用作对齐方法。 需要注意的是，此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐，由于电机的U相反电势，与UV线反电势之间相差30度，因而这样对齐后，增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐，而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致，所以此时增量式编码器的U相信

19、号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐，为达到此目的，可以： 1.用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线； 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形； 3.依据操作的方便程度，调整编码器转轴与电机轴的相对位置，或者编码器外壳与电机外壳的相对位置； 4.一边调整，一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使上升沿和过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 由于普通增量式编码器不具备UVW相位

20、信息，而Z信号也只能反映一圈内的一个点位，不具备直接的相位对齐潜力，因而不作为本讨论的话题。 绝对式编码器的相位对齐方式 绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言，差别不大，其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平，利用此电平的0和1的翻转，也可以实现编码器和电机的相位对齐，方法如下： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.一边调整，一边观察最高计数位信号的跳变沿，

21、直到跳变沿准确出现在电机轴的定向平衡位置处，锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，跳变沿都能准确复现，则对齐有效。 这类绝对式编码器目前已经被采用EnDAT，BiSS，Hyperface等串行协议，以及日系专用串行协议的新型绝对式编码器广泛取代，因而最高位信号就不符存在了，此时对齐编码器和电机相位的方法也有所变化，其中一种非常实用的方法是利用编码器内部的EEPROM，存储编码器随机安装在电机轴上后实测的相位，具体方法如下： 1.将编码器随机安装在电机上，即固结编码器转轴与电机轴，以及编码器外壳与电机外壳； 2.用一个直流电源给电机的UV

22、绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 3.用伺服驱动器读取绝对编码器的单圈位置值，并存入编码器内部记录电机电角度初始相位的EEPROM中； 4.对齐过程结束。 由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向，因此存入的编码器内部EEPROM中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后，驱动器将任意时刻的单圈位置检测数据与这个存储值做差，并根据电机极对数进行必要的换算，再加上-30度，就可以得到该时刻的电机电角度相位。这种对齐方式需要编码器和伺服驱动器的支持和配合方能实现，日系伺服的编码器相位之所以不便于最终用户直接调整的根本原因就在于不肯向用户提供这种对

23、齐方式的功能界面和操作方法。这种对齐方法的一大好处是，只需向电机绕组提供确定相序和方向的转子定向电流，无需调整编码器和电机轴之间的角度关系，因而编码器可以以任意初始角度直接安装在电机上，且无需精细，甚至简单的调整过程，操作简单，工艺性好。 如果绝对式编码器既没有可供使用的EEPROM，又没有可供检测的最高计数位引脚，则对齐方法会相对复杂。如果驱动器支持单圈绝对位置信息的读出和显示，则可以考虑： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.利用伺服驱动器读取并显示绝对编码器的单圈位置值； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.经

24、过上述调整，使显示的单圈绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的单圈绝对位置点，锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，上述折算位置点都能准确复现，则对齐有效。 如果用户连绝对值信息都无法获得，那么就只能借助原厂的专用工装，一边检测绝对位置检测值，一边检测电机电角度相位，利用工装，调整编码器和电机的相对角位置关系，将编码器相位与电机电角度相位相互对齐，然后再锁定。这样一来，用户就更加无从自行解决编码器的相位对齐问题了。 个人推荐采用在EEPROM中存储初始安装位置的方法，简单，实用，适应性好，便于向用户开放

25、，以便用户自行安装编码器，并完成电机电角度的相位整定。 正余弦编码器的相位对齐方式 普通的正余弦编码器具备一对正交的sin，cos 1Vp-p信号，相当于方波信号的增量式编码器的AB正交信号，每圈会重复许许多多个信号周期，比如2048等；以及一个窄幅的对称三角波Index信号，相当于增量式编码器的Z信号，一圈一般出现一个；这种正余弦编码器实质上也是一种增量式编码器。另一种正余弦编码器除了具备上述正交的sin、cos信号外，还具备一对一圈只出现一个信号周期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信号，如果以C信号为sin，则D信号为cos，通过sin、cos信号的高倍率细分技术，不仅可以使正余弦编码

26、器获得比原始信号周期更为细密的名义检测分辨率，比如2048线的正余弦编码器经2048细分后，就可以达到每转400多万线的名义检测分辨率，当前很多欧美伺服厂家都提供这类高分辨率的伺服系统，而国内厂家尚不多见；此外带C、D信号的正余弦编码器的C、D信号经过细分后，还可以提供较高的每转绝对位置信息，比如每转2048个绝对位置，因此带C、D信号的正余弦编码器可以视作一种模拟式的单圈绝对编码器。 采用这种编码器的伺服电机的初始电角度相位对齐方式如下： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.用示波器观察正余弦编码器的C信号波形； 3.调整

27、编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.一边调整，一边观察C信号波形，直到由低到高的过零点准确出现在电机轴的定向平衡位置处，锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，过零点都能准确复现，则对齐有效。 撤掉直流电源后，验证如下： 1.用示波器观察编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形； 2.转动电机轴，编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。 这种验证方法，也可以用作对齐方法。 此时C信号的过零点与电机电角度相位的-30度点对齐。如果想直接和电机电角度的0度点对齐，可以考虑： 1.用3个阻值相等的电阻接成星

28、型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线； 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形； 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置； 4.一边调整，一边观察编码器的C相信号由低到高的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使2个过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 由于普通正余弦编码器不具备一圈之内的相位信息，而Index信号也只能反映一圈内的一个点位，不具备直接的相位对齐潜力，因而在此也不作为讨论的话题。 如果可接入正余弦编码器的伺服驱动器能够为用户提供从C、D中获取的单圈绝对位置信息，则可以考虑： 1.用一个直

29、流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.利用伺服驱动器读取并显示从C、D信号中获取的单圈绝对位置信息； 3.调整旋变轴与电机轴的相对位置； 4.经过上述调整，使显示的绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的绝对位置点，锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，上述折算绝对位置点都能准确复现，则对齐有效。 此后可以在撤掉直流电源后，得到与前面基本相同的对齐验证效果： 1.用示波器观察正余弦编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形； 2.转动电机轴，验证编码器

30、的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。 如果利用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器，也可以存储正余弦编码器随机安装在电机轴上后实测的相位，具体方法如下： 1.将正余弦随机安装在电机上，即固结编码器转轴与电机轴，以及编码器外壳与电机外壳； 2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 3.用伺服驱动器读取由C、D信号解析出来的单圈绝对位置值，并存入驱动器内部记录电机电角度初始安装相位的EEPROM等非易失性存储器中； 4.对齐过程结束。 由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向，因此存入的驱动器

31、内部EEPROM等非易失性存储器中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后，驱动器将任意时刻由编码器解析出来的与电角度相关的单圈绝对位置值与这个存储值做差，并根据电机极对数进行必要的换算，再加上-30度，就可以得到该时刻的电机电角度相位。 这种对齐方式需要伺服驱动器的在国内和操作上予以支持和配合方能实现，而且由于记录电机电角度初始相位的EEPROM等非易失性存储器位于伺服驱动器中，因此一旦对齐后，电机就和驱动器事实上绑定了，如果需要更换电机、正余弦编码器、或者驱动器，都需要重新进行初始安装相位的对齐操作，并重新绑定电机和驱动器的配套关系。 旋转变压器的相位对齐方式 旋转变压器简称旋变，

32、是由经过特殊电磁设计的高性能硅钢叠片和漆包线构成的，相比于采用光电技术的编码器而言，具有耐热，耐振。耐冲击，耐油污，甚至耐腐蚀等恶劣工作环境的适应能力，因而为武器系统等工况恶劣的应用广泛采用，一对极（单速）的旋变可以视作一种单圈绝对式反馈系统，应用也最为广泛，因而在此仅以单速旋变为讨论对象，多速旋变与伺服电机配套，个人认为其极对数最好采用电机极对数的约数，一便于电机度的对应和极对数分解。 旋变的信号引线一般为6根，分为3组，分别对应一个激励线圈，和2个正交的感应线圈，激励线圈接受输入的正弦型激励信号，感应线圈依据旋变转定子的相互角位置关系，感应出来具有SIN和COS包络的检测信号。旋变SIN和

33、COS输出信号是根据转定子之间的角度对激励正弦信号的调制结果，如果激励信号是sint，转定子之间的角度为，则SIN信号为sintsin，则COS信号为sintcos，根据SIN，COS信号和原始的激励信号，通过必要的检测电路，就可以获得较高分辨率的位置检测结果，目前商用旋变系统的检测分辨率可以达到每圈2的12次方，即4096，而科学研究和航空航天系统甚至可以达到2的20次方以上，不过体积和成本也都非常可观。 商用旋变与伺服电机电角度相位的对齐方法如下： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出； 2.然后用示波器观察旋变的SIN线圈的信号引线输出； 3.依据操作的

34、方便程度，调整电机轴上的旋变转子与电机轴的相对位置，或者旋变定子与电机外壳的相对位置； 4.一边调整，一边观察旋变SIN信号的包络，一直调整到信号包络的幅值完全归零，锁定旋变； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，信号包络的幅值过零点都能准确复现，则对齐有效 。 撤掉直流电源，进行对齐验证： 1.用示波器观察旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形； 2.转动电机轴，验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。 这个验证方法，也可以用作对齐方法。 此时SIN信号包络的过零点与电机电角度相位的-30度点对齐。如果想直接和电机电角度的0度点

35、对齐，可以考虑： 1.用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线； 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形； 3.依据操作的方便程度，调整编码器转轴与电机轴的相对位置，或者编码器外壳与电机外壳的相对位置； 4.一边调整，一边观察旋变的SIN信号包络的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使这2个过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 需要指出的是，在上述操作中需有效区分旋变的SIN包络信号中的正半周和负半周。由于SIN信号是以转定子之间的角度为的sin值对激励信号的调制结果，因而与s

36、in的正半周对应的SIN信号包络中，被调制的激励信号与原始激励信号同相，而与sin的负半周对应的SIN信号包络中，被调制的激励信号与原始激励信号反相，据此可以区别和判断旋变输出的SIN包络信号波形中的正半周和负半周。对齐时，需要取sin由负半周向正半周过渡点对应的SIN包络信号的过零点，如果取反了，或者未加准确判断的话，对齐后的电角度有可能错位180度，从而造成速度外环进入正反馈。如果可接入旋变的伺服驱动器能够为用户提供从旋变信号中获取的与电机电角度相关的绝对位置信息，则可以考虑： 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 2.利用伺

37、服驱动器读取并显示从旋变信号中获取的与电机电角度相关的绝对位置信息； 3.依据操作的方便程度，调整旋变轴与电机轴的相对位置，或者旋变外壳与电机外壳的相对位置； 4.经过上述调整，使显示的绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的绝对位置点，锁定编码器与电机的相对位置关系； 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，上述折算绝对位置点都能准确复现，则对齐有效。 此后可以在撤掉直流电源后，得到与前面基本相同的对齐验证效果： 1.用示波器观察旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形； 2.转动电机轴，验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势

38、波形由低到高的过零点重合。 如果利用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器，也可以存储旋变随机安装在电机轴上后实测的相位，具体方法如下： 1.将旋变随机安装在电机上，即固结旋变转轴与电机轴，以及旋变外壳与电机外壳； 2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置； 3.用伺服驱动器读取由旋变解析出来的与电角度相关的绝对位置值，并存入驱动器内部记录电机电角度初始安装相位的EEPROM等非易失性存储器中； 4.对齐过程结束。 由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向，因此存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的位置检测值就对应电机

39、电角度的-30度相位。此后，驱动器将任意时刻由旋变解析出来的与电角度相关的绝对位置值与这个存储值做差，并根据电机极对数进行必要的换算，再加上-30度，就可以得到该时刻的电机电角度相位。 这种对齐方式需要伺服驱动器的在国内和操作上予以支持和配合方能实现，而且由于记录电机电角度初始相位的EEPROM等非易失性存储器位于伺服驱动器中，因此一旦对齐后，电机就和驱动器事实上绑定了，如果需要更换电机、旋变、或者驱动器，都需要重新进行初始安装相位的对齐操作，并重新绑定电机和驱动器的配套关系。 注意 1.以上讨论中，所谓对齐到电机电角度的-30度相位的提法，是以UV反电势波形滞后于U相30度的前提为条件。 2

40、.以上讨论中，都以UV相通电，并参考UV线反电势波形为例，有些伺服系统的对齐方式可能会采用UW相通电并参考UW线反电势波形。 3.如果想直接对齐到电机电角度0度相位点，也可以将U相接入低压直流源的正极，将V相和W相并联后接入直流源的负端，此时电机轴的定向角相对于UV相串联通电的方式会偏移30度，以文中给出的相应对齐方法对齐后，原则上将对齐于电机电角度的0度相位，而不再有-30度的偏移量。这样做看似有好处，但是考虑电机绕组的参数不一致性，V相和W相并联后，分别流经V相和W相绕组的电流很可能并不一致，从而会影响电机轴定向角度的准确性。而在UV相通电时，U相和V相绕组为单纯的串联关系，因此流经U相和V相绕组的电流必然是一致的，电机轴定向角度的准确性不会受到绕组定向电流的影响。 4.不排除伺服厂商有意将初始相位错位对齐的可能性，尤其是在可以提供绝对位置数据的反馈系统中，初始相位的错位对齐将很容易被数据的偏置量补偿回来，以此种方式也许可以起到某种保护自己产品线的作用。只是这样一来，用户就更加无从知道伺服电机反馈元件的初始相位到底该对齐到哪儿了。用户自然也不愿意遇到这样的供应商。