城市燃气输配总复习

1、2)城市燃气输配综合复习资料一、填空题1、燃烧速度指数（燃烧势）反映了燃气燃烧火焰所产生离焰、黄焰、回火和不完全燃烧的倾向性，是一项反映燃具燃烧的综合指标，能更全面地判断燃气的燃烧特性。TOC o 1-5 h z2、调压器按照用途或使用对象分类可分为：、和。3、液化石油气有两个来源，分别是油气田和，液化石油气的主要成分是。4、按燃气的起源或其生产方式进行分类，大体上把燃气划分为和两大类。和则由于气源和输配方式的特殊性，习惯上各另列一类。5、我国城市燃气的分类指标是国际上广泛采用的和。6、某小区面积151.8公顷，人口密度600人/公顷，气化率为90%，每人每年的耗气量123.9Nm3/人年，则

2、该小区居民年耗气量为NiW年。7、区域调压站的最佳作用半径600m,居民人口密度600人/公顷，每人每小时的计算流量0.06Nm3/人.h,则调压站的最佳负荷为Nm3/h。8、某低压燃气管道的途泄流量为50m3/h，转输流量为80m3/h，则该管线计算流量为m3/h。9、9、调压站的作用半径是指从调压站至I平均直线距离。10、某多层住宅，燃气室内立管终端标高17m，引入管始端标高-0.6m,燃气密度0.71kg/Nm3,TOC o 1-5 h z产生的附加压头为。11、某管网系统有m个节点，则独立的节点流量平衡方程共有个。12、已知流入某节点的所有管段的途泄流量120Nm3/h，流出该节点的所

3、有管段的途泄流量150Nm3/h，该节点存在集中负荷200NiWh，则该节点的节点流量NiWh。13、燃气管道的投资费用取决于和。14、月不均匀系数用来表示，其计算式为，影响居民生活及公共建筑用气月不均匀性的主要因素。15、城市燃气管网系统按照管网压力级制的不同组合形式分类，可分为、及四种。16、在绘制燃气管道水力计算图表时，燃气密度计算。17、按照天然气的常规分类，一般可分为四种，分别丿为、。18、已知天然气中各组分的容积成分，其中甲烷80%，乙烷16%，氮气4%,则天然气的相对密度为。（注：甲烷密度0.7174kg/NnB，乙烷密度1.3553kg/Nn?，氮气密度1.2504kg/Nm?

4、,空气密度1.293kg/Nm?）19、在进行城市燃气管网设计时，是确定气源、管网和设备通过能力的依据。二、判断题1、城市燃气应具有可以察觉的臭味，无臭味或臭味不足的燃气应加臭，有毒燃气中臭剂的最小量应符合下列规定：泄漏至空气中，浓度达至爆炸下限的20时，应能察觉。2、如果气源产量能够根据需用量改变一周内各天的生产工况时，储气容积以计算月最大日燃气供需平衡要求确定，否则应按计算月平均周的燃气供需平衡要求确定。3、枝状管网中变更某一管段的管径时，不影响管段的流量分配，只导致管道节点压力的改变。4、不均匀系数法适用于求解室内和庭院燃气管道的计算流量。5、5、“附加投资偿还年限法”适用于城市配气管网

5、较多方案的技术经济比较。6、一Q（p）运动方程中项为惯性项，反映了气体流动的不稳定性，项为对流项。7、液化石油气减压器属于间接作用式调压器。8、水煤气是气化煤气，发生炉煤气是干馏煤气。9、用户直接与低压管网相连，当低压管网发生事故时，所有用户的供气量都均匀下降。10、液化石油气是高热值燃气，气化煤气是低热值燃气。11、用户处压力的最大波动范围就等于管网的计算压力降。12、4、高、中压管网的每环边长一般宜控制在300600米13、5、在低压城市燃气干管上，应设置分段阀门。14、6、在单向供气的燃气管道上，放散管应安装在阀门之后。15、8、气态液化石油气的密度小于空气的密度。16、城市燃气分配管道

6、的计算流量可采用同时工作系数法确定。17、地下储气库适合用于平衡日不均匀用气及小时不均匀用气18、在专用调压站内，应选用能够关闭严密的单座阀调压器。19、对某燃气输配系统，方案一总投资费用60万，年运行费用30万；方案二总投资费用90万，年运行费用20万；标准偿还年限6年，则方案二更经济。20、月不均匀系数的计算方法为各月的用气量与全年平均月用气量的比值。21、在城市未改建的老区，由于街道狭窄，人口密集，因此只能敷设中压和低压管道。22、铸铁管的耐腐蚀性优于钢管。23、当管网的起点压力为定值时，燃具前的最大压力出现在管网负荷最大的情况下。24、城市燃气输配系统的管径及设备通过能力直接用燃气的年

7、用量来确定。25、室内和庭院燃气管道的计算流量采用同时工作系数法确定。26、随燃具数增加，同时工作系数减小。三、不定项选择题TOC o 1-5 h z1、燃气输配管道的管材主要使用。A、钢管B、铸铁管C、PE管D、铅塑复合管2、对于高层建筑的室内燃气管道系统，其特殊问题有。A、补偿高层建筑的沉降B、克服高程差引起的附加压头的影响C、补偿温差引起的变形D、在用户引入管上设置紧急切断阀。3、在城市燃气输配管网中，调压器的作用。A、降压B、稳压C、增压D、超压放散4、调压站内的安全装置主要有。A、安全放散阀B、安全切断阀C、监视器装置D、调压器的并联装置5、按照调压器的敏感元件与传动装置的受力元件之

8、间的关系分类，调压器可分A、直接作用式调压器B、间接作用式调压器C、区域调压器D、专用调压器6、调压站的最佳作用半径随的增加而增大。A、调压站的造价B、低压管网的压力降C、管道造价系数D、低压管网的密度系数。7、按照用途城市燃气管道可分为。A、长距离输气管道B、分配管道C、用户引入管D、室内燃气管道8、在确定高、中压管网末端最小压力时，应保i。A、区域调压站能正常工作并通过用户在高峰时的用气量B、与管网相连的中压引射器的正常工作C、管网的水力可靠性D、低压用户的燃气压力9、年用气量主要取决于。A、用户的类型B、数量C、用气量指标D、工业与民用供气的比例10、常见的储气设施有。A、地下储气库B、

9、液态储存C、管道储气D、储气罐储气四、简答题1、简述用户燃具前的压力及其波动范围的影响因素。2、燃气常用的储存方法有哪些？3、简述储气设施的作用。4、简述什么是平差计算？5、简述枝状与环状管网的水力计算特点。6、简答城市燃气管道采用不同压力级制的必要性。7、在选择城市燃气管网系统时，主要应考虑哪些因素？8、附加压头是如何产生的？写出其计算公式。9、简述直接式调压器的工作原理。10、简述调压站安全装置中监视器装置的工作原理。11、什么是环状管网的管网平差计算？五、作图分析题已知：一周内不同时刻供气量及用气量累计值；按其数据绘制成曲线，如图1所示。横坐标表示一周内小时数，纵坐标表示一周内不同时刻供

10、气量及用气量累计值。分析：如图所示的一条直线、一条曲线，各自的含义。作图：根据此数据设计储气罐，则在图上表示出该储气罐所需的有效储气容积。图1单位：h六、计算题1、如图2所示，已知各管段的途泄流量及节点6的集中负荷（单位：Nm3/h）,请计算各管段的转输流量及计算流量。2、管线A为与调压站相连的城市燃气分配管道，该管段供气区域的年用气量为800000Nm3/a；管线B为一居民楼供气，该楼居民共40户，其中10户只安装了一台双眼灶,30户分别安装了一台双眼灶和一台热水器，请分别计算两管段的小时计算流量。其中：月高峰系数Kmax=1.2，日高峰系数Kmax=1.1，小时高峰系数Kmax=2.5；1

11、23双眼灶热负荷23450kJ/h热水器热负荷25590kJ/h煤气低热值17074kJ/m3燃气用具的同时工作系数见表1。表1不同设备类型的同时工作系数设备类型户数10203040一个双眼灶0.540.450.400.39一个双眼灶和一个热水器0.270.220.210.203、如图3所示的区域燃气管网，各管段长度如图所示血）。人口密度为600人/公顷，每人每小时的燃气用量为0.06Nm3，节点上有集中负荷Qs=100Nm3/h，请计算各管段的途泄流量。图34、某0219X7的低压燃气钢管，管道长度1000m，输送燃气流量200Nm3/h，燃气密度0.788kg/Nm3，查燃气管道水力计算图

12、表，得到该管线单位管长的压力降为0.2Pa/m（图表显示数据），管道起点压力2000Pa，管道起终点高程差为50m（终点高于起点，计算中考虑附加压头），局部阻力损失按沿程阻力损失的10%计，请计算该管段的终点压力。5、已知某城市人口50万，标准状况下燃气低热值取36000KJ/Nm3；气化率为0.9，居民生活用气定额为2500MJ/（人.年）；公共建筑设施标准：托儿所：150人/1000人，旅馆：8床位/1000人，其中托儿所的用气定额取2000MJ/（人.年），旅馆的用气定额取4000MJ/（人.年）；炼钢的用气定额为7000MJ/（吨.年），熔铝的用气定额为3200MJ/（吨.年），年产钢

13、2万吨，年产铝1.5万吨，计算整个城市的年用气量。参考答案一、填空题1、燃烧速度指数（燃烧势）反映了燃气燃烧火焰所产生离焰、黄焰、回火和不完全燃烧的倾向性，是一项反映燃具燃烧稳定状况的综合指标，能更全面地判断燃气的燃烧特性。2、调压器按照用途分类可分为：区域调压器、用户调压器和专用调压器。3、液化石油气有两个来源，分别是油气田和炼油厂，液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷。4、按燃气的起源或其生产方式进行分类，大体上把燃气划分为天然气和人工燃气两大类。液化石油气和生物气则由于气源和输配方式的特殊性,习惯上各另列一类。5、我国城市燃气的分类指标是国际上广泛采用的华白指数W和燃烧势CP。6、某小区面积

14、151.8公顷，人口密度600人/公顷，气化率为90%,每人每年的耗气量123.9Nm3/人.年，则该小区居民年耗气量为1.016X107Nm3/年。7、区域调压站的最佳作用半径600m,居民人口密度600人/公顷，每人每小时的计算流量0.06Nm3/人.h,则调压站的最佳负荷为2592NiWh。8、某低压燃气管道的途泄流量为50m3/h，转输流量为80m3/h，则该管线计算流量为107.5m3/h。9、调压站的作用半径是指从调压站到零点平均直线距离。10、某多层住宅，燃气室内立管终端标高17m,引入管始端标高-0.6m,燃气密度0.71kg/Nm3,产生的附加压头为100.56Pa。11、某

15、管网系统有m个节点，则独立的节点流量平衡方程共有m-1个。12、已知流入某节点的所有管段的途泄流量120Nm3/h，流出该节点的所有管段的途泄流量150Nm3/h，该节点存在集中负荷200NiWh，则该节点的节点流量333.5Nm3/h。13、燃气管道的投资费用取决于管材费用和建设费用。14、月不均匀系数用来表示一年内各月用气的不均匀性，其计算式为该月平均日用气量/全年平均日用气量，影响居民生活及公共建筑用气月不均匀性的主要因素是气候因素。15、城市燃气管网系统按照管网压力级制的不同组合形式分类，可分为一级管网、二级管网、三级管网及多级管网四种。16、在绘制燃气管道水力计算图表时，燃气密度按1

16、kg/m3计算。17、按照天然气的常规分类，一般可分为四种，分别为气田气、油田伴生气、凝析气田气、生物气。18、已知天然气中各组分的容积成分，其中甲烷80%，乙烷16%，氮气4%,则天然气的相对密度为。（注：甲烷密度0.7174kg/Nm3，乙烷密度1.3553kg/Nm3，氮气密度1.2504kg/Nm3，空气密度1.293kg/Nm3）19、在进行城市燃气管网设计时，年用气量是确定气源、管网和设备通过能力的依据。二、判断题XVVXXVXXXVVXXXXXXVVXVVXXVV三、不定项选择题ABCABCABABCDABABBCDABCABCABCD四、简答题1、答：（1）计算压力降的大小和压

17、降利用程度；（2）流量的变化情况；（3）调压器出口压力调节方法。2、答：地下储气；低温液态储存；高压管束储气及长输干管末端储气；用储气罐储气等。储气罐储气采用最多。3、答：（1）解决气源供气的均匀性与用户用气不均匀性之间的矛盾；（2）混合不同组分的燃气，使燃气的性质、成份、热值均匀、稳定；（3）储备燃气，当制气装置发生暂时故障时，保证一定程度的供气；（4）合理确定储气设施在供气系统的位置，使输配管网的供气点分布合理，从而改善管网的运行工况，优化输配管网的技术经济指标。4、答：在人工计算中，平差计算是逐次进行流量校正，使环网闭合差渐趋工程允许的误差范围的过程。5、答：枝状管网的水力计算特点：管段

18、数等于节点数减1；气源至各节点一个固定流向；送至某一管线的燃气只能由一条管线供气，流量分配方案唯一；任一管段流量等于该管段以后所有节点流量之和（顺气流方向），管段流量唯一；改变某一管段管径，不影响管段流量分配只导致管道终点压力的改变；各管段有直径与压力降两个未知数。环状管网的水力计算特点：管段数=节点数+环数-1；某一管段同时可由1条或几条管道供气，并有许多不同的分配方案；若改变环网某一管段的管径，就会引起管网流量的重新分配并改变各节点的压力值，因而环状管网水力计算则有直径、压力降和计算流量三个未知量。6、答：管网采用不同的压力级制比较经济；各类用户所需要的燃气压力不同；消防安全要求。7、答：

19、当出口处的用气量增加或进口压力降低时，燃气出口压力下降，造成薄膜上下压力不平衡，此时薄膜下降，阀门开大，燃气流量增加，使压力恢复平衡状态；反之，当出口处用气量减少或入口压力增大时，燃气出口压力升高，此时薄膜上升，使阀门关小，燃气流量减少，又逐渐使出口压力恢复原来状态。8、答：备用调压器和工作调压器串联使用，使备用调压器的出口压力大于工作调压器的出口压力，正常运行时，备用调压器处于全开状态。当工作调压器发生故障，出口压力上升到备用调压器的出口压力时，备用调压器投入使用。9、答：气源情况：种类及性质、供气量和供应压力、气源的发展或更换气源的规划；城市规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、建筑

20、特点、人口密度、用户的分布情况；原有的城市燃气供应设施情况；对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型用户对燃气压力的要求；用气的工业企业的数量和特点；储气设备的类型。10、答：由于燃气和空气的密度不同，当管段始、末端存在标高差时，在燃气管道中将产生附加压头；计算公式：Ap二g(p_p)hag11、答：在人工计算中，平差计算是逐次进行流量校正，使环网闭合差渐趋工程允许的误差范围的过程。五、作图分析题直线表示供气量累计值曲线，曲线表示用气量累计值曲线。如图所示两条平行线之间的纵坐标方向的距离即为所需的有效储气容积六、计算题1、解：Qi二80,Q2二100,Q二0.55x80+100二144TOC

21、 o 1-5 h z3-63636Qi二130,Q2二0,Q二0.55x130二71.5543636Q1二60,Q2二100+80二180,Q二0.55x60+180二213323232Q1二110,Q2二130,Q二0.55x110+130二190.55252522、解：QA365x24KmaxKmaxKmax123Ex12x11x25=3014Nm3/h双眼灶热负荷：23450kJ/h=1.37Nm3/h热水器热负荷：25590kJ/h=1.50Nm3/hQ=K工KQN=0.54x1.37x10+0.21x(1.37+1.50)x30=25.5Nms/hBt0n3、解：(1)计算各小区的燃

22、气用量；Q=(300+500)X300X600X0.06/104=864Nm3/hAQ=400X300X600X0.06/104=432Nm3/hBQ=500X400X600X0.06/104=720Nm3/hC(2)计算各管线单位长度途泄流量；q=Q/(L+L+L)=864/1100=0.79Nm3/(h.m)TOC o 1-5 h zAA1-22-44-6q=Q/(L+L+L)=432/1100=0.39Nm3/(h.m)BB2-32-44-5q=Q/(L+L)=720/900=0.8Nm3/(h.m)CC4-54-6(3)计算各管段途泄流量；4、Q1=1-2Q1=2-3Q1=2-4Q1=

23、4-5Q1=4-6解：qL=0.79X300=237Nm3/hA1-2qL=0.39X400=156Nm3/hB2-3(q+q)L=(0.79+0.39)X300=354Nm3/hAB2-4(q+q)L=(0.8+0.39)X400=476Nm3/hCB4-5(q+q)L=(0.79+0.8)X500=795Nm3/hAC4-6P2P212-L丿P0=1=3.1(kPa)2/mP2P212-L=3.1x0.7=2.17(kPa)2/m丿P0=0.71502P2cZ-200=2.17P2=126.5KPaAP=g6pH=5.8KPaagP=126.5+5.8=132.3KPa5、解：居民年用气量

24、Q1NkqHl50 x10000 x0.9x2500 x100036000=312500003/a)公共建筑年用气量：MNq二5X10000X150X2000X1000=4166667心3/a)工业：Q4总用气量：托儿所：Q二TT2HlMNq方氏馆：Q-3Hl1000X50X10000X27210X0.2=12.597x1073/a)1000X36000二5X10000X8X4000X1000二4444441000 x360003/a)36000X0.63/a)Q=Q+Q+Q+Q=1.618x1081234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：

25、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

26、，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：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；调整编码器转轴与电机轴的相对位置；一边调整，一边观察编码器U相信号跳

27、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：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；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

28、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：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；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

29、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：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

30、信号；调整编码器转轴与电机轴的相对位置；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

31、转轴与电机轴，以及编码器外壳与电机外壳；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；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；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

32、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：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；调整编码

33、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

34、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，cos1Vp-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

35、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：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；调整编

36、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；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：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

37、接入电机的UVW三相绕组引线；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；调整编码器转轴与电机轴的相对位置;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：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，

38、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；调整旋变轴与电机轴的相对位置；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；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

39、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：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；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;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

40、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

41、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sinwt，转定子之间的角度为8，则SIN信号为s

42、inwtXsin0，则COS信号为sin3tXcose，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：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；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；一边调整，一边观察旋变SIN信号的包络，一

43、直调整到信号包络的幅值完全归零，锁定旋变；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：用示波器观察旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形；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：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；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

44、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e的sine值对激励信号的调制结果，因而与sine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sine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sin0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