引言：随着生产速度和精度的提高，越来越多的设备需要使用伺服驱动。丹佛斯公司针对驱动应用开发了高性能的FC302系列伺服驱动器，适用于各种伺服永磁同步电机。伺服永磁同步电机有各种位置反馈装置，常见的有旋转变压器，EnDat**位置编码器，SSI**位置编码器等。Hiperface编码器也是一种常见的高精度编码器，但是国内目前使用较少，因此需要对其具体应用方法作详细介绍。
一、HIPERFACE编码器工作原理
HIPERFACE编码器是一种串行**位置和正余弦模拟量信号混合编码器，内部原理框图见图1。
编码器有每转2n周期的正、余弦模拟量信号输出，又有RS485通讯**位置数字量信号输出。正、余弦模拟量信号送入编码器选件卡以后，又被分为两路。一路经比较器整形以后变成A、B相增量脉冲信号，送入计数器，如同普通的增量编码器；另一路放大后送入A/D转换器，作**位置解码用，如同普通的旋转变压器。RS485串行通信接口默认通信速率为9600Bd。
HIPERFACE编码器同时解决了转速、永磁同步电机换向位置检测和高精度角度位置的检测的问题。上电初始，驱动器先通过RS485串行接口读出当前的**角度位置；然后根据增量脉冲信号获取当前位置；高精度的正、余弦模拟量信号能提供极高精度的位置信息；而与此同时，信号频率即使在很高的转速下依然保持在相对较低的水平，因而能传输较远的距离。
二、接线：
丹佛斯编码器选件卡MCB102支持长线驱动增量形编码器、EnDat**位置编码器、SSI**位置编码器和HIPERFACE接口编码器。当接HIPERFACE接口编码器时，接线图如图2所示。
.jpg)
端子号 | 名称 | 线颜色 |
2 | 电源（7-12V） | 红 |
4 | 电源地 | 蓝 |
5 | +COS | 粉红 |
6 | COS参考地 | 黑 |
7 | +SIN | 白 |
8 | SIN参考地 | 棕 |
9 | RS485+ | 灰 |
10 | RS485- | 绿 |
三、驱动器参数设置：
以下以FC302驱动施耐德伺服永磁同步电机BSH1002M11F2A（SKS360 HIPERFACE编码器反馈）为例，说明驱动器的参数设置办法。FC302驱动器加装了MCB102编码器反馈选件卡和MCO305运动控制选件卡。
1. 控制方式和电机选择：
参数号 | 参数名称 | 设定值 |
1-00 | 控制方式 | [1] 闭环转速控制 或 [2] 转矩控制（带转速反馈） |
1-01 | 电机控制原理 | [3] 磁通矢量带反馈 |
1-02 | 电机磁通矢量控制反馈源 | [2] MCB102 |
1-10 | 电动机选择 | [1] 隐极永磁同步电机 |
| | |
2. 永磁同步电机的���机参数：
永磁同步电机参数除了电机额定电流、额定转速、额定转矩、电机极数、定子电阻之外，还有自己的特有参数：1000rpm时感应电势和d轴电感。
查阅电机说明书，得到电机参数表1：
380V驱动器内部直流电压约530V，考虑20%欲量，应选择400Vdc选此组电机额定参数，因此得到电机额定电流2.30A、额定转速2000rpm、额定转矩5.20Nm和电机极数8极。
电机参数表2：
查电机参数表2得到电机1000rpm时感应电势146V；R20U-V为8.6Ω，换算为丹佛斯的“定子电阻”，需要除2；LdU-V为43.20mH，换算为丹佛斯的d轴电感需要除
。
变频器内电机参数设置如下：
参数号 | 参数名称 | 设定值 |
1-24 | 电机额定电流 | 2.30 A |
1-25 | 电机额定转速 | 2000 rpm |
1-26 | 电机额定转矩 | 5.20 Nm |
1-30 | 定子电阻 | 4.3 Ω |
1-37 | d轴电感 | 24.94 mH |
1-39 | 电机极数 | 8 极 |
| | |
3. 编码器参数：
查阅编码器说明书，得到编码器参数表：
参数号 | 参数名称 | 设定值 |
17-10 | 增量信号类型 | [2] 正弦1Vpp |
17-11 | 增量脉冲分辨率 | 128 ppr |
17-20 | **协议选择 | [1] HIPERFACE |
17-21 | **编码器分辨率 | 4096 ppr |
17-34 | HIPERFACE波特率 | [4] 9600 |
四、转子磁极位置偏差校准办法：
永磁同步电机的矢量控制需要知道电机转子的确切角度位置，由于厂家安装的原因，**编码器反馈的位置与电机转子的零位存在相位差，所以需要通过调试测得此相位差。丹佛斯FC302驱动器测试此相位差的具体调试步骤如下
五、位置控制方法：
丹佛斯运动控制卡MCO305具有多种运动控制功能，可以实现**或相对位置定位，角度或速度同步控制，电子凸轮控制等功能。MCO305本体有两个编码器输入接口，支持增量或SSI多圈**位置编码器。其中一个接主机编码器信号，另一个接本机编码器信号。当本机编码器信号来自选件卡MCB102时，需要设置以下参数：
参数号 | 参数名称 | 设定值 |
32-50 | 从机反馈来源 | [3] 电机控制反馈来源（MCB102） |
32-01 | 编码器分辨率 | 1024 ppr 现在电机每转一圈，当前位置就会增加4096 |
| | |
六、运行效果：
电机空载运行时电流只有约0.06A，定位响应很快，完全满足用户的要求。
参考文献
[1]FC300 Design Guide. MG33BC02. Danfoss
[2]MCO305 Design Guide. MG33L502. Danfoss
[3]BSH Servo Motor manual. V2.00. 2010.06. Schneider Electric
[4]SKS36 SKM36 Data Sheet. 2010.10. SICKSTEGMANN
本文版权为上海津信变频器有限公司所有，如需转载请注明出处。
获取更多帮助和支持，请登陆上海津信变频器有限公司网站www.sinodrive.com 或 www.4008886560.com 。拨打上海津信变频器专业服务中心7/24技术支持专线400-888-6560，随时与我们联系。