1175运输巷在承压区段掘进期间的防突(采区)_第1页
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文档简介

盘江煤电(集团)新井开发公司1175运输巷炮掘过承压区的技术报告区长分管区长技术区长编制人编制日期2007年9月13日提报单位通风区第一章采掘措施一、概况1175运输巷现已已掘进至B9点前66米处,再向前掘进47米将穿过承压区,原掘进方式采用综掘,在综掘掘进过程中曾发生煤与瓦斯突出,从6月9日起,针对1175运输巷的防突工作,制定了专项措施并组织专门队组实施。先对突出空洞进行了处理,对顶、帮及迎头进行加固,保证了抽放孔的安全施工。然后。打钻对前方煤体进行了抽放,共计施工抽放钻孔126个,控制范围为巷道前方47米,上帮823米、下部539米。单孔开抽时最高瓦斯浓度为60,现单孔抽放浓度均降到8以下,共计抽出瓦斯251865M3,抽放率达到357,现抽放部分顿煤瓦斯含量为643M3/T,实测瓦斯压力为0,根据计算,已达到安全生产行业标准(AQ10262006)“煤矿瓦斯抽采基本指标”所规定的“突出煤层工作面采掘作业前,必须将煤层瓦斯含量降至8M3/T以下或将煤层瓦斯压力降至074MP以下”的效果。为此在掘进迎头施工了3个深度为50M的验证孔,均无喷孔、顶钻、夹钻、响煤炮等异常现象,7月21日,在工作面施工了3个效果检验孔,效果检验K1值为010ML/GMIN1/2,SMAX为19KG/M,达到了消突效果。后根据集团公司要求又于7月22日开始组织在迎头施工了39个抽放孔,覆盖巷道迎头巷道轮廓线外上、下帮个20米,实测钻孔孔口负压为26KPA,抽放钻孔实际抽放混合量平均为76M3/MIN,抽放瓦斯浓度单孔最高为60,平均为102,抽放纯量平均为078M3/MIN,至2007年8月11日钻孔单孔抽放浓度最高为08,共计抽出瓦斯22464M3经过2个月的抽放,1175运输巷前方50米的巷道轮廓线外上下帮各20米范围内已按设计完成了打钻抽放,共计抽出瓦斯47651M3,计算抽放率达到30以上,顿煤瓦斯含量降为78M3/T以下,符合行业标准(AQ10262006)“煤矿瓦斯抽采基本指标”所规定的“突出煤层工作面采掘作业前,必须将煤层瓦斯含量降至8M3/T以下的要求,达到了消突的要求,安全屏障达到了20M,具备了安全掘进的条件,为保证煤柱区掘进施工的安全,特制定以下安全技术、组织、监督措施。二、技术要求1、采用炮掘工艺,人工出货架棚。放炮地点设在防突风门外,煤层放炮前所有人员撤出至防突风门外,工作面及回风系统全部撤人、停电。开工前,将综掘机退后5M以外,并停电、闭锁后用旧皮带、半圆木等将综掘机覆盖保护好,铲板抬起,将溜子伸到迎头。2、严格执行“四位一体”的防突措施,每7米进行一次效果检验,控制巷道前方及上、下帮10M,经效果检验值K1小于04ML/GMIN1/2,SMAX小于32KG/M,则提交允许进尺申请单报总工程师签字同意后方可进尺。3、实行“0”基点管理,每班由现场瓦检员、安检员对炮前、炮后的已进尺数、剩余进尺数量测后汇报矿调度,严禁超掘。4、掘进过程中炮后瓦斯不得超过1,一旦超过1,则重新采取打钻抽放的措施(具体措施另报审)。5、每班安检员必须检查、汇报防突风门、压风自救、消防洒水、喷雾及巷道粉尘情况必须保证在各种安全防护设施完好、粉尘不超的前提下进行作业。6、搞好综合防尘。采用湿式打眼(电煤钻打眼可用外浇水),使用好水炮泥(每个炮眼不少于2个),放炮后要开启自动喷雾,出货前必须洒水灭尘。通风区每天必须落实巷道洗尘工作。7、通风区每天必须落实专人对1175运输巷的监测系统进行巡视检查,确保瓦斯监测探头完好,数据准确,风、电闭锁、瓦斯电闭锁装置灵敏可靠。8、用煤电钻施工煤层炮眼,炮眼深度为1M,施工煤层炮眼前,用黄泥将抽排孔封堵严实,封泥长度不小于15米。装药时,每个煤层炮眼单眼装药量为1支药卷,岩层炮眼单眼装药量为2支药卷。9、放炮地点必须位于防突风门外,放炮后必须等待30分钟,先由瓦检员、放炮员和班队长检查工作面及回风瓦斯浓度、通风、煤尘、顶板、支护、拒爆、残暴等情况,确认瓦斯浓度小于1,无其他问题后,方可进入工作面。10、放炮后,迎头采用三颗单体柱配合金属网作好顶临时支护。11、采用架设4400MM3200MMU型棚的方式控制巷道围岩,棚距为600MM,棚子架设完毕后,保证巷道净断面为4400MM3200MM的拱形断面,架棚质量必须符合质量标准化标准要求。12、采煤一区必须每天落实电工对1175运输巷及回风系统的电缆、电器设备的完好情况进行检查,发现问题及时处理,并汇报采区调度作好记录,确保完好不失爆。13、保证正常通风,严禁无风、微风及瓦斯超限作业。14、在掘进过程中,如发生下例突出预兆之一,则立即撤出所有人作业人员,并汇报调度,待采取有效措施处理,恢复正常后,方可进行作业。(一)有声预兆(1)煤壁发生震动或冲击,并伴有响声。(2)煤层发出霹雳声、鞭炮声、机关枪声或远处雷鸣声。(3)顶板来压,支架变形、发生断裂声、折断声。(二)无声预兆(1)工作面压力增大,煤壁塌落、片帮、掉渣,煤被挤出、喷出、弹出,局部隆起、顶板下沉、底板鼓起、打眼夹钎、顶钎、喷钎,装药顶炮。(2)地压活动激烈,工作面瓦斯涌出量增大或忽大忽小或呈喷出状,温度下降,空气变冷,煤壁发凉。(3)人在工作面感到头晕发冷。三、安全措施1、进入工作面后、每道工序进行前都必须作好敲帮问顶工作,及时地将作业地点的活矸和险石找掉。2、为了有效控制巷道围岩,要在U型棚背面背上金属网,并用刹杆将巷道帮顶刹背严实。3、放炮后必须及时打好临时支护,永久支护必须紧跟迎头,严禁空顶作业。4、所架设的棚子棚梁位置要正确,严禁出现左右迈步,前倾后仰和里合外进现象。5、严格执行“一炮三检”和“四人连锁”放炮制度。6、放炮员必须由经过专门培训并取得合格证的人员担任。7、爆破材料必须实行分装分运,分别放入专用的药袋和雷管箱(上锁),雷管由放炮员亲自运送,炸药在放炮员的亲自监督下进行押送,并直接送到工作地点,严禁中途逗留。8、爆破材料运送到工作地点后,必须装入爆炸材料箱内,并加锁,钥匙由放炮员随身携带。爆炸材料箱必须放在顶板完好、支架完整、避开机械和电器设备的地点。9、不得使用过期或严重变质的爆炸材料。不能使用的爆炸材料必须交回炸药库。使用煤矿许用延期电雷管时,最后一段的延期时间不得超过130MS。10、从成束的电雷管中取单个电雷管时,不得手拉脚线硬拽管体,也不得手拉管体硬拽脚线,应将成束的电雷管顺好,拉住前端脚线将电雷管抽出,抽出单个电雷管后,必须将其脚线扭成短路。11、装配起爆药卷时,必须遵守下列规定1必须在顶板完好、支护完整、避开机械、电气设备和导电体的爆破工作地点附近。严禁坐在爆破材料箱上装配爆破药卷。装配起爆药卷数量,以当时当地需要为限。(2)装配起爆药卷必须防止电雷管受振动冲击,折断脚线和损坏脚线绝缘层。(3)电雷管必须由药卷的顶部装入,严禁用电雷管代替竹、木棍扎眼。电雷管必须全部插入药卷内,严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。(4)电雷管插入药卷以后,必须用脚线将药卷缠住,并将电雷管脚线扭成短路。12、装药前,首先必须清除炮眼内的煤(岩)粉,再用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入,不得冲撞或捣实。炮眼内的各药卷必须彼此密实。装药后必须将雷管脚线悬空,严禁电雷管脚线、爆破母线与运输设备、电气设备以及掘进机械等导电体相接触。13、放炮员按照爆破图表规定的药量和起爆顺序进行装药和连线。必须采用正向装药,严禁反向装药。一次装药必须一次全部起爆。14、有下列情况之一时,严禁装药、放炮(1)迎头空顶空帮,永久支护未支护到迎头时;(2)在放炮地点附近20M以内风流中瓦斯浓度1时;(3)在放炮地点附近20M以内,未清除的煤矸、杂物或其它物体阻塞巷道断面1/3以上时;(4)炮眼内发现异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况时;(5)掘进工作面风量不足。有上述情况之一时,班队长及时处理,确认无安全隐患后方可放炮。15、所有雷管脚线和放炮母线严禁出现明接头,相邻两接头必须错开150MM以上,并用绝缘胶布包扎严实。16、放炮母线必须用绝缘材料吊挂在距离帮顶及电缆500MM以上的醒目位置。17、放炮前后必须对放炮地点20M范围内进行洒水灭尘。18、放炮器的钥匙必须由放炮员随身携带,装药、做引线、放炮工作只能由放炮员一人担任,联线工作可由经过专门培训的班队长配合放炮员进行。19、放炮前,放炮员必须仔细检查母线与脚线、脚线与脚线的联接情况,确认无短路危险、接头包扎好以后,最后离开工作面,待站岗截人工作到位后,班队长必须清点人数,确认无误后,方可下达起爆命令,爆破工接到起爆命令后,必须先发出放炮警号,至少再等5S,方可起爆。20、通电以后拒爆时,爆破工必须先取下把手或钥匙,并将爆破母线从电源上摘下,扭成短路,再等15MIN以后,才可沿线路检查,找出拒爆原因。21、处理拒爆、残爆时,必须在班队长指导下进行,并应在当班处理完毕。如果当班未处理完毕,当班放炮工必须在现场向下一班放炮工交接清楚。处理拒爆时,必须遵守下列规定(1)由于联线不良造成的拒爆,可重新联线放炮;(2)在距拒爆眼至少03M处另打同拒爆眼平行的新炮眼,重新装药放炮;(3)严禁用镐刨或从炮眼中取出原放置的起爆药卷或从起爆药卷中拉出电雷管;严禁将炮眼残底(无论有无残余炸药)继续加深;严禁用打眼的方法往外掏药;严禁用风压吹眼;(4)处理拒爆、残爆的炮眼后,放炮员必须详细检查炸落的煤、矸,收集未爆的电雷管;(5)在拒爆、残爆处理完毕以前,严禁在该地点进行同处理拒爆、残爆无关的工作。22、放炮前,瓦检员必须检查风筒吊挂情况,确保不被放炮崩埋而导致瓦斯超限。23、当爆破母线不能随挂随用时,使用固定爆破母线,但必须符合以下标准(1)爆破母线必须符合标准,严禁用其它导电体代替。(2)爆破母线与电缆、电线、信号线必须分别挂在巷道的两侧。(3)每次放炮前,班队长和放炮员必须对爆破母线作一次全面检查,保证整条爆破母线完好。(4)如果爆破母线中间有接头,两线之间必须错开连接(错距为150MM)并用冷补胶补好,接头处必须打成锁套,严禁接头直接受力。(5)爆破母线中间接头悬挂时不得与金属管、金属网、铁丝等导电体相接触。(6)爆破母线不应该挂在风管或水管上,不得遭受淋水。(7)爆破母线上严禁悬挂任何物件。(8)爆破前后,爆破母线必须扭成短路。(9)运送材料过程中,严禁碰、挂到爆破母线。(10)严禁任何人用金属物体扎进爆破母线内。24、严格执行2004年版的煤矿安全规程有关放炮规定。四、组织措施1、该头承压段掘进期间,矿派专人在现场跟班且为当班安全负责人,跟班领导为8点班通风区副区长朱家亮、4点班采煤一区技术负责人焦聚博、0点班安监科副科长刘华荣。跟班领导负责现场的各施工工序的安全指挥,并协调、掌握作业现场实际生产情况,每道工序施工前和完工后都必须向矿调度室汇报。矿安全调度建立专用记录簿,详细记录每班作业的具体情况,采区、安监科、通风区调度均要建立相应的记录簿,必须作到四簿统一,一旦出现假汇报,一律进行撤职直至开除处理。2、现场作业人员包括安监员、瓦检员都必须服从带班负责人的统一指挥。3、站岗截人工作由采区统一安排,站岗截人工作及停电工作结束后由站岗人员及电工分别汇报现场跟班领导,由跟班领导汇报公司调度,由公司调度给跟班领导下达放炮命令,跟班领导接到命令后方可下达放炮命令,整个停电、撤人工作由公司调度统一协调指挥。4、每班必须由瓦检员在施工现场检查工作面瓦斯浓度,若出现微风、无风或瓦斯超限现象,则必须立即停止作业、撤出人员,待瓦斯浓度恢复正常后方可恢复作业。5、每班必须有安监员在施工现场检查巷道安全情况,若出现安全隐患及时安排施工人员处理,待安全隐患消除后方可继续作业。6、打眼用钻杆只准用11M长的麻花钻杆或风钻钎杆,以控制炮眼深度,装药量不得超过规定,瓦检员、安监员、现场跟班领导必须监督号,否则炮后瓦斯超限严肃追究当班瓦检员、安监员、现场跟班领导的责任。7、该头承压段掘进期间由救护队员在现场监护。8、和该项工作有关的所有人员必须学习措施并签字。第二章、“四位一体”综合防突措施第一、技术要求1、采用炮掘工艺,人工出货架棚。开工前,将综掘机退后5M以外,并停电、闭锁后用旧皮带、半圆木等将综掘机覆盖保护好,铲板抬起,将溜子伸到迎头。2、每循环掘进前,必须在迎头工作面施工3个最短投影孔深为17米的验证孔,控制巷道轮廓线上、下帮各10米(钻孔设计详见附图)。3、施工验证孔无异常现象后,在掘进迎头施工三个效果检验孔,效果检验孔最短投影孔深为10米(效果检验孔设计详见附图)。4、效果检验孔必须布置在煤层的软分层中,每次效果检验孔设计为3个,采用钻屑瓦斯解析指标法进行测定,K1MAX定为04ML/GMIN1/2,SMAX定为32KG/M。当每次测定的K1MAX04ML/GMIN1/2或SMAX32KG/M时,认为工作面有突出危险性。当每次测定的K1MAX04且SMAX32KG/M时,认为工作面无突出危险性,效果检验孔的超前距离定为3米。5、待效果检验无突出危险后,方可按照效果检验孔的最短投影孔深减去3米和验证孔最短投影孔深减去10米控制进尺。6、若施工验证孔期间出现异常现象或效果检验有突出危险,必须立即停止作业,待制定有效措施且达到消突效果后,方可进行正常掘进。7、放炮期间,1175运输巷的所有人员必须全部撤至防突风门外有压风自救的地点且1175运输巷回风系统内人员必须全部撤至进风石门内(停电、站岗、撤人范围详见附图)。8、用煤电钻施工煤层炮眼,炮眼深度不能超过1米,施工煤层炮眼前,用黄泥将抽排孔封堵严实,封泥长度不小于15米。装药时,每个煤层炮眼单眼装药量为1支药卷,岩层炮眼单眼装药量为2支药卷,炮眼严禁布置在煤层的软风层中且距软分层不小于03米。9、进尺期间实行“0”基点管理,每班由现场瓦检员、安检员对炮前、炮后的已进尺数、剩余进尺数量测后汇报相关调度,严禁超掘。10、每班安检员必须检查、汇报防突风门、压风自救、消防洒水、喷雾及巷道粉尘情况必须保证在各种安全防护设施完好、粉尘不超的前提下进行作业。11、搞好综合防尘。采用湿式打眼(电煤钻打眼可用外浇水),使用好水炮泥(每个炮眼不少于2个),放炮后要开启自动喷雾,出货前必须洒水灭尘。通风区每天必须落实巷道洗尘工作。12、通风区每天必须落实专人对1175运输巷的监测系统进行巡视检查,确保瓦斯监测探头完好,数据准确,风、电闭锁、瓦斯电闭锁装置灵敏可靠。13、掘进期间,若回风流瓦斯浓度达到07或炮后瓦斯浓度达到09时,必须立即停止作业,立即查明原因进行处理,待消除隐患后方可继续掘进。(人为原因或仪器故障原因除外)14、放炮期间,除防突风门外压风自救系统能够供给的人员外,其余人员全部撤至1745运输石门内,严禁将所有人员集中聚集在防突风门前。15、炮后必须等30分钟且炮烟散尽后,由瓦检员、安检员、当班班队长和当班跟班区科长进入该巷进行检查,确认无安全隐患后,其他人员方可入内。16、掘进期间必须保证正常通风,严禁无风、微风及瓦斯超限作业。17、在掘进过程中,如发生下例突出预兆之一,则立即撤出所有人作业人员,并汇报调度,待采取有效措施处理,恢复正常后,方可进行作业。(1)有声征兆、炒豆似的噼啪声。、鞭炮声、机枪声或远处雷鸣声,声音一般由远到近、由小到大,先单响后连响,最后一声巨响,接着便发生突出。、顶板来压,出现裂缝、发出断裂声,支架被压断发生折断声。(2)无声征兆、紧接着声响工作面压力增大,煤壁塌落、片帮、掉渣,煤被挤出、喷出、弹出,局部隆起,顶板下沉,底板鼓起,打眼顶钎、夹钎、喷钎,装药顶炮。、煤质变软,有时软硬相间,疏松易碎,层理紊乱,光泽暗淡。、地压活动激烈,工作面瓦斯涌出量增大或忽大忽小或呈喷出状,温度下降,空气变冷,煤壁发凉。、人在工作面感到头昏发冷。第三章、安全技术措施1、进入工作面后、每道工序进行前都必须作好敲帮问顶工作,及时地将作业地点的活矸和险石找掉。2、为了有效控制巷道围岩,要在U型棚背面背上金属网,并用刹杆将巷道帮顶刹背严实。3、1175运输巷在承压区段掘进过程中必须严格执行“四位一体”的综合防突措施。4、打钻期间必须进行灭尘工作,严禁干打眼。5、炮前、炮后必须进行洒水灭尘工作且在运输期间必须正常使用好喷雾装置。6、通风区必须每天对该巷的粉尘进行清洗,严禁粉尘超标。7、通风区还必须确保监测探头的灵敏、可靠,实时显示井下的瓦斯浓度。第四章、安全防护措施1、采煤一区必须在1175运输巷上帮每隔50米必须安设一组压风自救系统,每组压风自救系统可供个使用,压缩空气供给量每个不小于01M3/MIN,采煤一区还必须在防突风门外起爆地点安设一组压风自救系统,且必须保证压风自救能够随时正常使用。2、所有井下作业人员必须配带隔离式自救器。3、巷道内及其回风系统内的所有电器设备必须由采煤区制定专门的管理措施,杜绝使用防爆性能不合格的电器设备。4、1175运输巷必须实现“双风机、双电源”和风机自动切换功能且“三专两闭锁”必须稳定可靠,并有专人负责维护和按规定进行风机定期切换和瓦斯闭锁试跳。5、所有1175运输巷的作业人员必须经过防突知识培训,熟知突出前的各种预兆。第六章、施工组织措施1、压风自救系统的安设及其维护由采煤二区负责。2、验证孔的施工由采煤一区负责并由采煤一区技术室上图后传通风区技术室,由通风区进行分析,分析允许进尺数。3、放炮期间的停电、站岗、撤人由采煤一区负责。4、安全防护设施的检查由当班安检员、瓦检员负责。5、其他未尽事宜严格按照1175运输巷炮掘过承压区的技术报告执行。附件突出前的各种预兆会审意见会审地点会审时间200年月日参加会审单位人员通风区安全副总机电科生产副总安监科通风副总技术科机电副总总工程师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20081107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,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,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,COS1VPP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1VPP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,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SIN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

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