1附件“石油化工聯(lián)合基金”（A類）2015年度項目指南一、設(shè)立宗旨石油化工聯(lián)合基金（A類）由國家自然科學基金委員會（NSFC）和中國石油天然氣集團公司（CNPC）共同出資設(shè)立，目的是緊密結(jié)合我國石油、石化領(lǐng)域戰(zhàn)略發(fā)展面臨的若干重大技術(shù)難題和關(guān)鍵科學理論問題，開展基礎(chǔ)性、前瞻性和創(chuàng)新性的研究，促進知識與技術(shù)、院所與企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，培養(yǎng)石油石化科技人才，進一步提升我國石油石化工業(yè)的科技自主創(chuàng)新能力和核心競爭力。二、實施原則石油化工聯(lián)合基金（A類）作為國家自然科學基金的組成部分之一，其申請、評審和管理按照國家自然科學基金相關(guān)類型項目管理辦法執(zhí)行。由NSFC和CNPC共同管理，成立石油化工聯(lián)合基金（A類）管理委員會，負責整體規(guī)劃和重大問題的決策，管理委員會下設(shè)由雙方管理人員組成的聯(lián)合基金項目管理辦公室，負責聯(lián)合基金資助項目實施過程的協(xié)調(diào)和日常管理。本聯(lián)合基金面向全國，公平競爭，提倡學科交叉和產(chǎn)學研用結(jié)合，擇優(yōu)支持具有良好研究條件和研究實力的高等院校及科研機構(gòu)，在項目指南公布的研究領(lǐng)域內(nèi)開展研究。三、2015年度擬資助領(lǐng)域和研究方向2根據(jù)國內(nèi)外油氣資源勘探開發(fā)的趨勢及研究前沿，2015年度重點支持以下三個領(lǐng)域的研究（一）非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)領(lǐng)域。包括致密氣、致密油、頁巖氣、頁巖油、煤層氣和天然氣水合物等。根據(jù)當前國內(nèi)外非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)的攻關(guān)研究現(xiàn)狀以及我國國家級項目的立項情況，擬在以下4個方向擇優(yōu)予以資助，以支持非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)重大基礎(chǔ)問題的研究。方向1非常規(guī)油氣儲層形成機理與含油氣性評價?？茖W目標針對我國非常規(guī)油氣儲層孔喉結(jié)構(gòu)復雜、非均質(zhì)性強、物性差的特點,開展非常規(guī)油氣儲層致密化機理、孔喉結(jié)構(gòu)分布、分布控制因素、含油氣性等方面的探索研究，準確表征非常規(guī)油氣儲層儲集空間和儲集性。主要內(nèi)容1非常規(guī)油氣儲層孔喉結(jié)構(gòu)多參數(shù)融合表征；2致密儲層成巖機制與有利儲層分布；3富有機質(zhì)頁巖孔隙體系特征及其形成和保存機理；4非常規(guī)油氣儲層含油氣性檢測與評價。方向2非常規(guī)油氣形成分布與“甜點”區(qū)優(yōu)選?？茖W目標針對我國非常規(guī)油氣資源的特點,開展非常規(guī)油氣資源形成條件、富集規(guī)律與“甜點”區(qū)主控因素等方面的探索研究，為確定非常規(guī)油氣有利區(qū)與“甜點”區(qū)提供理論依據(jù)。主要內(nèi)容31非常規(guī)油氣聚集機理和富集機制與資源評價；2非常規(guī)油氣巖石物理響應(yīng)機理與解釋方法；3非常規(guī)油氣地球物理儲層預(yù)測與流體檢測；4非常規(guī)油氣地質(zhì)和工程“甜點”區(qū)評價與優(yōu)選。方向3非常規(guī)油氣流動機理與開發(fā)效益評價?？茖W目標針對我國非常規(guī)油氣資源的特點,開展不同級次孔喉流體流動規(guī)律研究、納米級驅(qū)油劑研究與物理模擬、多尺度介質(zhì)非線性滲流機理、開發(fā)動態(tài)模擬與預(yù)測等研究，為開發(fā)優(yōu)化設(shè)計、投資效益優(yōu)化、動態(tài)儲量和產(chǎn)能預(yù)測等提供理論依據(jù)。主要內(nèi)容1不同尺度下數(shù)字巖心儲層物性參數(shù)測試與表征；2致密油氣微納米尺度輸運機理及納米驅(qū)油劑；3多場多尺度非線性介質(zhì)耦合流動機理；4非常規(guī)油氣開發(fā)模擬及優(yōu)化與產(chǎn)能預(yù)測。方向4非常規(guī)油氣資源高效鉆完井與增產(chǎn)改造基礎(chǔ)研究。科學目標圍繞識別優(yōu)勢滲流孔縫帶空間地質(zhì)體、以優(yōu)勢滲流孔縫帶空間地質(zhì)體為約束和有助于體積壓裂改造為目的的特殊軌跡井建井、完井及其過程中的儲層保護與隨鉆儲層評價等關(guān)鍵環(huán)節(jié)中的基礎(chǔ)科學問題開展研究，建立水平井復雜裂縫產(chǎn)生、擴展與優(yōu)化理論，探索儲層對壓裂過程的物理化學響應(yīng),為致密油氣藏高效體積壓裂提供理論支撐。主要內(nèi)容41非常規(guī)油氣儲層保護與提高產(chǎn)能和最終采收率的原理與方法；2非常規(guī)油氣經(jīng)濟有效獲得最大產(chǎn)能的鉆完井原理與方法；3非常規(guī)油氣巖石力學特性與井筒軌跡和儲層改造優(yōu)化設(shè)計；4非常規(guī)油氣體積壓裂誘導應(yīng)力控制機制和縫網(wǎng)擴展描述。（二）深層油氣資源勘探開發(fā)領(lǐng)域。我國深層油氣資源勘探開發(fā)面臨高溫、高壓、高應(yīng)力以及復雜地質(zhì)環(huán)境下勘探、開發(fā)理論不足與工程技術(shù)欠缺的挑戰(zhàn)，根據(jù)當前國內(nèi)外深層油氣資源勘探開發(fā)與技術(shù)現(xiàn)狀，擬在深層油氣資源勘探開發(fā)領(lǐng)域的以下3個方向擇優(yōu)予以資助，以支持深層油氣資源勘探開發(fā)重大基礎(chǔ)問題的研究。方向1深層油氣資源勘探基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)?？茖W目標針對我國包括海相碳酸鹽巖在內(nèi)的深層油氣資源的特點，開展油氣儲層及油氣藏的形成機理、分布規(guī)律、表征與預(yù)測方法等研究，為深層油氣資源的評價、勘探及開發(fā)提供理論依據(jù)。主要內(nèi)容1深埋優(yōu)質(zhì)儲層形成、保持及演化；2深層油氣藏蓋層和斷層封閉性動態(tài)演化過程定量評價；3深層油氣巖石物理響應(yīng)機理與分析方法；54深層油氣地震成像與儲層流體預(yù)測理論與方法。方向2深層油氣資源開發(fā)基礎(chǔ)理論。科學目標根據(jù)深層油氣資源開發(fā)面臨的深井、高溫、高壓、高應(yīng)力特征，研究深層油氣資源開發(fā)面臨的巖石力學、井筒復雜多相流動及地層滲流規(guī)律等基礎(chǔ)問題，為深層油氣資源開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。主要內(nèi)容1高溫、高壓、高應(yīng)力下巖石力學特征及在復雜開發(fā)環(huán)境下的響應(yīng)機制；2深井井筒流體高溫流變特性、相態(tài)變化及井筒地層復雜多相耦合流動規(guī)律；3深層高溫、高壓、高應(yīng)力下油氣層跨尺度流固耦合非線性滲流機理及表征。方向3深層油氣資源開發(fā)安全高效工程技術(shù)基礎(chǔ)理論。科學目標針對深層油氣資源開發(fā)中面臨的鉆井、完井、測試、增產(chǎn)等工程技術(shù)難點問題，開展深井管柱力學、工作液、井筒完整性、井筒壓力控制、儲層改造等方面的基礎(chǔ)理論研究，為深層油氣資源的安全高效開發(fā)做好工程技術(shù)儲備。主要內(nèi)容1超深井管柱動力學表征、井筒完整性控制及高效破巖新方法；2高溫、高壓、高礦化度對工作液性能的影響及新型工作液作用原理；63高溫、高壓、深層致密儲層高效改造基礎(chǔ)理論；4高溫、高壓、復雜多相流井筒壓力演變規(guī)律與控制方法。（三）超低滲透油氣藏提高采收率領(lǐng)域。超低滲透油氣藏由于滲透率很低，非均質(zhì)性很強而開采難度大，采收率極低，且不同的超低滲透油氣藏差異很大。基質(zhì)縫網(wǎng)系統(tǒng)跨尺度均衡驅(qū)油、復雜井型滲流規(guī)律與表征、注入介質(zhì)與微觀尺度孔隙結(jié)構(gòu)及巖性和儲層流體的相互作用，是超低滲透油氣藏提高采收率面臨的重大基礎(chǔ)問題。根據(jù)目前國內(nèi)超低滲透油氣藏開發(fā)與技術(shù)現(xiàn)狀，擬在以下3個方向擇優(yōu)給予重點資助，以支持超低滲透油氣藏提高采收率領(lǐng)域中重大基礎(chǔ)問題的研究。方向1超低滲透油氣藏流體的賦存狀態(tài)與分布?？茖W目標針對超低滲透油氣藏復雜儲層特征和復雜滲流現(xiàn)象及采收率極低的特點，研究超低滲透儲層孔隙結(jié)構(gòu)、儲層非均質(zhì)性對儲層油氣水的賦存狀態(tài)和分布特征的影響，探索儲層流體與巖石介質(zhì)之間的相互作用及對儲層流體賦存狀態(tài)的影響，為描述及表征超低滲透油氣藏流體的分布規(guī)律提供理論依據(jù)。主要內(nèi)容1高溫高壓油氣水賦存狀態(tài)測試新方法；2孔隙結(jié)構(gòu)、巖石和流體相互作用與油氣水的賦存狀態(tài)；3多孔介質(zhì)非均質(zhì)性與油氣水賦存狀態(tài)及分布特征；4超低滲透油氣藏流體的分布規(guī)律與表征。7方向2超低滲透油氣藏流體的滲流規(guī)律及表征方法?？茖W目標以現(xiàn)有滲流理論為基礎(chǔ)，從超低滲透油氣藏多孔介質(zhì)特征、微尺度流動效應(yīng)、傳質(zhì)擴散和邊界層理論出發(fā)，探索微觀尺度下注入氣或化學劑在超低滲透油藏中的滲流特性以及礦物成分對微觀滲流的作用機制；揭示超低滲透油氣藏不同井型條件的多相流體滲流規(guī)律及流線分布；建立基質(zhì)縫網(wǎng)系統(tǒng)中多場耦合多尺度非線性滲流理論，為發(fā)展超低滲透油藏開發(fā)、油藏工程理論和建立超低滲透油氣藏有效提高采收率方法奠定滲流理論基礎(chǔ)。主要內(nèi)容1微觀尺度多相流體的滲流規(guī)律；2不同井型流體的滲流規(guī)律與流線分布；3基質(zhì)縫網(wǎng)系統(tǒng)中流體跨尺度耦合流動特征；4微觀尺度氣驅(qū)的吸附、解吸、擴散、運移與傳質(zhì)機理；5注入流體介質(zhì)與地層流體和巖石的相互作用對流體運移的影響。方向3超低滲透油藏對驅(qū)油劑提高采收率方式的適應(yīng)性、可行性與作用機理。科學目標探索不同的超低滲透油氣藏對于某種驅(qū)油劑（空氣驅(qū)、氮氣驅(qū)、CO2驅(qū)，化學驅(qū)）提高采收率方式的適用性、可行性及其作用機理，為超低滲透油藏選取適當?shù)奶岣卟墒章实姆绞胶图夹g(shù)提供必要的理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。主要內(nèi)容81空氣驅(qū)提高超低滲透油藏采收率的可行性、作用機理與規(guī)律；2CO2驅(qū)提高超低滲透油藏采收率的可行性、作用機理與規(guī)律；3化學驅(qū)（表活劑驅(qū)、聚合物驅(qū)、復合驅(qū)）提高超低滲透油藏采收率的可行性、作用機理與規(guī)律。方向4納米驅(qū)油、原油原位改質(zhì)及生化采油技術(shù)。科學目標應(yīng)用納米技術(shù)、生物技術(shù)的超前理念，研究納米智能驅(qū)油、原油原位改質(zhì)、生化降黏等機理，研發(fā)初具功能的原型技術(shù)，探索提高油氣采收率的新思路。主要內(nèi)容1納米智能驅(qū)油機理及納米智能驅(qū)油劑研究與評價；2油藏原油原位改質(zhì)降黏開采技術(shù)；3生化降黏及生物技術(shù)在原油開采中的應(yīng)用。四、2015年度資助計劃2015年度石油化工聯(lián)合基金（A類）計劃安排資助經(jīng)費3000萬元。在以上三個領(lǐng)域內(nèi)，擇優(yōu)資助“重點支持項目”8項左右，資助強度為300600萬元/項，資助期限為4年，申請書中的研究期限應(yīng)填寫“2016年1月2019年12月”；上述重點研究方向之外，具有重要科學價值的探索性研究，擬資助“培育項目”810項，資助強度為40100萬元/項，資助期限為3年，申請書中的研究期限應(yīng)填寫“2016年1月2018年12月”。五、申報要求及注意事項9（一）申請人條件。1培育項目申請人應(yīng)當具備以下條件（1）具有承擔基礎(chǔ)研究課題或其他從事基礎(chǔ)研究的經(jīng)歷；（2）具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）或者具有博士學位，或者有兩名與其研究領(lǐng)域相同、具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）的科學技術(shù)人員推薦。正在攻讀研究生學位的人員不得作為申請人申請聯(lián)合基金“培育項目”，但在職人員經(jīng)過導師同意可以通過其受聘單位申請。2重點支持項目申請人應(yīng)當具備以下條件（1）具有承擔基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；（2）具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）。正在博士后流動站或者工作站內(nèi)從事研究以及正在攻讀研究生學位的科學技術(shù)人員不得申請。（二）限項規(guī)定。1具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）的人員，申請或者參與申請本聯(lián)合基金項目與處于評審階段（申請和參與申請的項目在國家自然科學基金委員會做出資助與否決定之前）和正在承擔（包括負責人和主要參與者）的以下類型項目合計限為3項面上項目、重點項目、重大項目、重大研究計劃項目（不包括集成項目和指導專家組調(diào)研項目）、聯(lián)合基金項目（指同一名稱聯(lián)合基金項目）、青年科學基金項目、地區(qū)科學基金項目、優(yōu)秀青年科學基金項目、國家杰出青年科學基金10項目（申請時不限項）、國際（地區(qū)）合作研究項目（特殊說明的除外）、科學儀器基礎(chǔ)研究專款項目、國家重大科研儀器設(shè)備研制專項項目、國家重大科研儀器研制項目、優(yōu)秀國家重點實驗室研究項目，以及資助期限超過1年的委主任基金項目和科學部主任基金項目等。已經(jīng)達到3項的，不得申請或者參與申請本聯(lián)合基金項目。2申請人（不含參與者）同年只能申請1項石油化工聯(lián)合基金項目。石油化工聯(lián)合基金（A類）和石油化工聯(lián)合基金（B類）為同一名稱聯(lián)合基金項目。（三）申請注意事項。1本聯(lián)合基金申請書采用在線方式撰寫，對申請人具體要求如下（1）申請人在填報申請書前，應(yīng)當認真閱讀本項目指南和2015年度國家自然科學基金項目指南中申請須知的相關(guān)內(nèi)容，不符合項目指南和相關(guān)要求的申請項目不予受理。（2）申請人登錄科學基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)（以下簡稱ISIS系統(tǒng)，沒有系統(tǒng)賬號的申請人請向依托單位基金管理聯(lián)系人申請開戶），按照撰寫提綱要求撰寫申請書。（3）申請書中的資助類別選擇“聯(lián)合基金項目”，亞類說明選擇“重點支持項目”或“培育項目”，附注說明選擇“石油化工聯(lián)合基金（A類）”，“申請代碼1”選擇D02、D03或D04，“申請代碼2”根據(jù)項目研究領(lǐng)域自主選擇相應(yīng)的申請代碼。以上選擇不準確或者未選擇的項目申請將不予受理。11（4）申請書的報告正文應(yīng)當按照聯(lián)合基金“重點支持項目”或“培育項目”的正文提綱撰寫，如果申請人已經(jīng)承擔與本聯(lián)合基金相關(guān)的國家其他科技計劃項目，應(yīng)當在報告正文的“研究基礎(chǔ)”部分論述申請項目與其他相關(guān)項目的區(qū)別與聯(lián)系。（5）申請人完成申請書撰寫后，在線提交電子申請書，下載并打印最終PDF版本申請書，向依托單位提交簽字后的紙質(zhì)申請書原件。（6）申請人應(yīng)保證紙質(zhì)申請書與電子版內(nèi)容一致。（7）本聯(lián)合基金資助項目在執(zhí)行期間形成的有關(guān)論文、專著、研究報告、軟件、專利及鑒定、獲獎、成果報道等，應(yīng)注明“國家自然科學基金委員會中國石油天然氣集團公司石油化工聯(lián)合基金資助項目（項目批準號）”。如涉及中國石油天然氣集團公司有關(guān)生產(chǎn)和技術(shù)秘密，應(yīng)當由中國石油天然氣集團公司對相關(guān)內(nèi)容進行審查。（8）中國石油天然氣集團公司將為本聯(lián)合基金項目的實施提供便利條件。鼓勵申請人與中國石油天然氣集團公司所屬研究單位及企業(yè)聯(lián)合申報重點支持項目。2依托單位應(yīng)對本單位申請人所提交申請材料的真實性和完整性進行審核，并在規(guī)定時間內(nèi)將申請材料報送國家自然科學基金委員會。具體要求如下（1）報送經(jīng)單位簽字蓋章后的紙質(zhì)申請書原件（一式一份）以及要求報送的紙質(zhì)附件材料。（2）提交電子申請書時，應(yīng)通過ISIS系統(tǒng)逐項確認。12（3）報送紙質(zhì)申請材料時，還應(yīng)包括本單位公函和申請項目清單,材料不完整不予接收。（4）可將紙質(zhì)申請書直接送達或者郵寄至項目材料接收工作組。采用郵寄方式的，請在項目申請截止日期前（以發(fā)信郵戳日期為準）以快遞方式郵寄，并在信封左下角注明“聯(lián)合基金項目申請材料”。請勿使用郵政包裹，以免延誤申請。3本聯(lián)合基金申請書報送日期為2015年4月2024日16時。申請書由國家自然科學基金委員會項目材料接收工作組負責接收，地球科學部負責受理，并與中國石油天然氣集團共同完成后續(xù)工作。（1）材料接收組聯(lián)系方式。通訊地址北京市海淀區(qū)雙清路83號國家自然科學基金委員會項目材料接收工作組（行政樓101房間）郵編100085聯(lián)系電話01062328591（2）聯(lián)合基金雙方聯(lián)系方式。國家自然科學基金委員會中國石油天然氣集團公司地球科學部科技管理部地址北京市海淀區(qū)雙地址北京市東城區(qū)清路83號東直門北大街9號郵編100085郵編100007聯(lián)系人劉羽聯(lián)系人謝正凱電話01062327539電話01059982215電子郵件LIUYUNSFCGOVCN電子郵件XIEZKAICNPCCOMCN13國家自然科學基金委員會辦公室2015年2月11日印發(fā)14永磁交流伺服電機位置反饋傳感器檢測相位與電機磁極相位的對齊方式20081107來源INTERNET瀏覽504主流的伺服電機位置反饋元件包括增量式編碼器，絕對式編碼器，正余弦編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器等。為支持永磁交流伺服驅(qū)動的矢量控制，這些位置反饋元件就必須能夠為伺服驅(qū)動器提供永磁交流伺服電機的永磁體磁極相位，或曰電機電角度信息，為此當位置反饋元件與電機完成定位安裝時，就有必要調(diào)整好位置反饋元件的角度檢測相位與電機電角度相位之間的相互關(guān)系，這種調(diào)整可以稱作電角度相位初始化，也可以稱作編碼器零位調(diào)整或?qū)R。下面列出了采用增量式編碼器，絕對式編碼器，正余弦編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器等位置反饋元件的永磁交流伺服電機的傳感器檢測相位與電機電角度相位的對齊方式。增量式編碼器的相位對齊方式在此討論中，增量式編碼器的輸出信號為方波信號，又可以分為帶換相信號的增量式編碼器和普通的增量式編碼器，普通的增量式編碼器具備兩相正交方波脈沖輸出信號A和B，以及零位信號Z；帶換相信號的增量式編碼器除具備ABZ輸出信號外，還具備互差120度的電子換相信號UVW，UVW各自的每轉(zhuǎn)周期數(shù)與電機轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)一致。帶換相信號的增量式編碼器的UVW電子換相信號的相位與轉(zhuǎn)子磁極相位，或曰電角度相位之間的對齊方法如下1用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；2用示波器觀察編碼器的U相信號和Z信號；3調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置；4一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器U相信號跳變沿，和Z信號，直到Z信號穩(wěn)定在高電平上（在此默認Z信號的常態(tài)為低電平），鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；155來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復到平衡位置時，Z信號都能穩(wěn)定在高電平上，則對齊有效。撤掉直流電源后，驗證如下1用示波器觀察編碼器的U相信號和電機的UV線反電勢波形；2轉(zhuǎn)動電機軸，編碼器的U相信號上升沿與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合，編碼器的Z信號也出現(xiàn)在這個過零點上。上述驗證方法，也可以用作對齊方法。需要注意的是，此時增量式編碼器的U相信號的相位零點即與電機UV線反電勢的相位零點對齊，由于電機的U相反電勢，與UV線反電勢之間相差30度，因而這樣對齊后，增量式編碼器的U相信號的相位零點與電機U相反電勢的30度相位點對齊，而電機電角度相位與U相反電勢波形的相位一致，所以此時增量式編碼器的U相信號的相位零點與電機電角度相位的30度點對齊。有些伺服企業(yè)習慣于將編碼器的U相信號零點與電機電角度的零點直接對齊，為達到此目的，可以1用3個阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個電阻分別接入電機的UVW三相繞組引線；2以示波器觀察電機U相輸入與星型電阻的中點，就可以近似得到電機的U相反電勢波形；3依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置，或者編碼器外殼與電機外殼的相對位置；4一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器的U相信號上升沿和電機U相反電勢波形由低到高的過零點，最終使上升沿和過零點重合，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系，完成對齊。由于普通增量式編碼器不具備UVW相位信息，而Z信號也只能反映一圈內(nèi)的一個點位，不具備直接的相位對齊潛力，因而不作為本討論的話題。絕對式編碼器的相位對齊方式絕對式編碼器的相位對齊對于單圈和多圈而言，差別不大，其實都是在一圈內(nèi)對齊編碼器的檢測相位與電機電角度的相位。早期的絕對式編碼器會以單16獨的引腳給出單圈相位的最高位的電平，利用此電平的0和1的翻轉(zhuǎn)，也可以實現(xiàn)編碼器和電機的相位對齊，方法如下1用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；2用示波器觀察絕對編碼器的最高計數(shù)位電平信號；3調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置；4一邊調(diào)整，一邊觀察最高計數(shù)位信號的跳變沿，直到跳變沿準確出現(xiàn)在電機軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；5來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復到平衡位置時，跳變沿都能準確復現(xiàn)，則對齊有效。這類絕對式編碼器目前已經(jīng)被采用ENDAT，BISS，HYPERFACE等串行協(xié)議，以及日系專用串行協(xié)議的新型絕對式編碼器廣泛取代，因而最高位信號就不符存在了，此時對齊編碼器和電機相位的方法也有所變化，其中一種非常實用的方法是利用編碼器內(nèi)部的EEPROM，存儲編碼器隨機安裝在電機軸上后實測的相位，具體方法如下1將編碼器隨機安裝在電機上，即固結(jié)編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸，以及編碼器外殼與電機外殼；2用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；3用伺服驅(qū)動器讀取絕對編碼器的單圈位置值，并存入編碼器內(nèi)部記錄電機電角度初始相位的EEPROM中；4對齊過程結(jié)束。由于此時電機軸已定向于電角度相位的30度方向，因此存入的編碼器內(nèi)部EEPROM中的位置檢測值就對應(yīng)電機電角度的30度相位。此后，驅(qū)動器將任意時刻的單圈位置檢測數(shù)據(jù)與這個存儲值做差，并根據(jù)電機極對數(shù)進行必要的換算，再加上30度，就可以得到該時刻的電機電角度相位。17這種對齊方式需要編碼器和伺服驅(qū)動器的支持和配合方能實現(xiàn)，日系伺服的編碼器相位之所以不便于最終用戶直接調(diào)整的根本原因就在于不肯向用戶提供這種對齊方式的功能界面和操作方法。這種對齊方法的一大好處是，只需向電機繞組提供確定相序和方向的轉(zhuǎn)子定向電流，無需調(diào)整編碼器和電機軸之間的角度關(guān)系，因而編碼器可以以任意初始角度直接安裝在電機上，且無需精細，甚至簡單的調(diào)整過程，操作簡單，工藝性好。如果絕對式編碼器既沒有可供使用的EEPROM，又沒有可供檢測的最高計數(shù)位引腳，則對齊方法會相對復雜。如果驅(qū)動器支持單圈絕對位置信息的讀出和顯示，則可以考慮1用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；2利用伺服驅(qū)動器讀取并顯示絕對編碼器的單圈位置值；3調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置；4經(jīng)過上述調(diào)整，使顯示的單圈絕對位置值充分接近根據(jù)電機的極對數(shù)折算出來的電機30度電角度所應(yīng)對應(yīng)的單圈絕對位置點，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；5來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復到平衡位置時，上述折算位置點都能準確復現(xiàn)，則對齊有效。如果用戶連絕對值信息都無法獲得，那么就只能借助原廠的專用工裝，一邊檢測絕對位置檢測值，一邊檢測電機電角度相位，利用工裝，調(diào)整編碼器和電機的相對角位置關(guān)系，將編碼器相位與電機電角度相位相互對齊，然后再鎖定。這樣一來，用戶就更加無從自行解決編碼器的相位對齊問題了。個人推薦采用在EEPROM中存儲初始安裝位置的方法，簡單，實用，適應(yīng)性好，便于向用戶開放，以便用戶自行安裝編碼器，并完成電機電角度的相位整定。正余弦編碼器的相位對齊方式普通的正余弦編碼器具備一對正交的SIN，COS1VPP信號，相當于方波信號的增量式編碼器的AB正交信號，每圈會重復許許多多個信號周期，比如182048等；以及一個窄幅的對稱三角波INDEX信號，相當于增量式編碼器的Z信號，一圈一般出現(xiàn)一個；這種正余弦編碼器實質(zhì)上也是一種增量式編碼器。另一種正余弦編碼器除了具備上述正交的SIN、COS信號外，還具備一對一圈只出現(xiàn)一個信號周期的相互正交的1VPP的正弦型C、D信號，如果以C信號為SIN，則D信號為COS，通過SIN、COS信號的高倍率細分技術(shù)，不僅可以使正余弦編碼器獲得比原始信號周期更為細密的名義檢測分辨率，比如2048線的正余弦編碼器經(jīng)2048細分后，就可以達到每轉(zhuǎn)400多萬線的名義檢測分辨率，當前很多歐美伺服廠家都提供這類高分辨率的伺服系統(tǒng)，而國內(nèi)廠家尚不多見；此外帶C、D信號的正余弦編碼器的C、D信號經(jīng)過細分后，還可以提供較高的每轉(zhuǎn)絕對位置信息，比如每轉(zhuǎn)2048個絕對位置，因此帶C、D信號的正余弦編碼器可以視作一種模擬式的單圈絕對編碼器。采用這種編碼器的伺服電機的初始電角度相位對齊方式如下1用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；2用示波器觀察正余弦編碼器的C信號波形；3調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置；4一邊調(diào)整，一邊觀察C信號波形，直到由低到高的過零點準確出現(xiàn)在電機軸的定向平衡位置處，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；5來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復到平衡位置時，過零點都能準確復現(xiàn)，則對齊有效。撤掉直流電源后，驗證如下1用示波器觀察編碼器的C相信號和電機的UV線反電勢波形；2轉(zhuǎn)動電機軸，編碼器的C相信號由低到高的過零點與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合。這種驗證方法，也可以用作對齊方法。此時C信號的過零點與電機電角度相位的30度點對齊。如果想直接和電機電角度的0度點對齊，可以考慮191用3個阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個電阻分別接入電機的UVW三相繞組引線；2以示波器觀察電機U相輸入與星型電阻的中點，就可以近似得到電機的U相反電勢波形；3調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置；4一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器的C相信號由低到高的過零點和電機U相反電勢波形由低到高的過零點，最終使2個過零點重合，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系，完成對齊。由于普通正余弦編碼器不具備一圈之內(nèi)的相位信息，而INDEX信號也只能反映一圈內(nèi)的一個點位，不具備直接的相位對齊潛力，因而在此也不作為討論的話題。如果可接入正余弦編碼器的伺服驅(qū)動器能夠為用戶提供從C、D中獲取的單圈絕對位置信息，則可以考慮1用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；2利用伺服驅(qū)動器讀取并顯示從C、D信號中獲取的單圈絕對位置信息；3調(diào)整旋變軸與電機軸的相對位置；4經(jīng)過上述調(diào)整，使顯示的絕對位置值充分接近根據(jù)電機的極對數(shù)折算出來的電機30度電角度所應(yīng)對應(yīng)的絕對位置點，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系；5來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復到平衡位置時，上述折算絕對位置點都能準確復現(xiàn)，則對齊有效。此后可以在撤掉直流電源后，得到與前面基本相同的對齊驗證效果1用示波器觀察正余弦編碼器的C相信號和電機的UV線反電勢波形；2轉(zhuǎn)動電機軸，驗證編碼器的C相信號由低到高的過零點與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合。如果利用驅(qū)動器內(nèi)部的EEPROM等非易失性存儲器，也可以存儲正余弦編碼器隨機安裝在電機軸上后實測的相位，具體方法如下201將正余弦隨機安裝在電機上，即固結(jié)編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸，以及編碼器外殼與電機外殼；2用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；3用伺服驅(qū)動器讀取由C、D信號解析出來的單圈絕對位置值，并存入驅(qū)動器內(nèi)部記錄電機電角度初始安裝相位的EEPROM等非易失性存儲器中；4對齊過程結(jié)束。由于此時電機軸已定向于電角度相位的30度方向，因此存入的驅(qū)動器內(nèi)部EEPROM等非易失性存儲器中的位置檢測值就對應(yīng)電機電角度的30度相位。此后，驅(qū)動器將任意時刻由編碼器解析出來的與電角度相關(guān)的單圈絕對位置值與這個存儲值做差，并根據(jù)電機極對數(shù)進行必要的換算，再加上30度，就可以得到該時刻的電機電角度相位。這種對齊方式需要伺服驅(qū)動器的在國內(nèi)和操作上予以支持和配合方能實現(xiàn)，而且由于記錄電機電角度初始相位的EEPROM等非易失性存儲器位于伺服驅(qū)動器中，因此一旦對齊后，電機就和驅(qū)動器事實上綁定了，如果需要更換電機、正余弦編碼器、或者驅(qū)動器，都需要重新進行初始安裝相位的對齊操作，并重新綁定電機和驅(qū)動器的配套關(guān)系。旋轉(zhuǎn)變壓器的相位對齊方式旋轉(zhuǎn)變壓器簡稱旋變，是由經(jīng)過特殊電磁設(shè)計的高性能硅鋼疊片和漆包線構(gòu)成的，相比于采用光電技術(shù)的編碼器而言，具有耐熱，耐振。耐沖擊，耐油污，甚至耐腐蝕等惡劣工作環(huán)境的適應(yīng)能力，因而為武器系統(tǒng)等工況惡劣的應(yīng)用廣泛采用，一對極（單速）的旋變可以視作一種單圈絕對式反饋系統(tǒng)，應(yīng)用也最為廣泛，因而在此僅以單速旋變?yōu)橛懻搶ο?，多速旋變與伺服電機配套，個人認為其極對數(shù)最好采用電機極對數(shù)的約數(shù)，一便于電機度的對應(yīng)和極對數(shù)分解。旋變的信號引線一般為6根，分為3組，分別對應(yīng)一個激勵線圈，和2個正交的感應(yīng)線圈，激勵線圈接受輸入的正弦型激勵信號，感應(yīng)線圈依據(jù)旋變轉(zhuǎn)21定子的相互角位置關(guān)系，感應(yīng)出來具有SIN和COS包絡(luò)的檢測信號。旋變SIN和COS輸出信號是根據(jù)轉(zhuǎn)定子之間的角度對激勵正弦信號的調(diào)制結(jié)果，如果激勵信號是SINT，轉(zhuǎn)定子之間的角度為，則SIN信號為SINTSIN，則COS信號為SINTCOS，根據(jù)SIN，COS信號和原始的激勵信號，通過必要的檢測電路，就可以獲得較高分辨率的位置檢測結(jié)果，目前商用旋變系統(tǒng)的檢測分辨率可以達到每圈2的12次方，即4096，而科學研究和航空航天系統(tǒng)甚至可以達到2的20次方以上，不過體積和成本也都非?？捎^。商用旋變與伺服電機電角度相位的對齊方法如下1用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出；2然后用示波器觀察旋變的SIN線圈的信號引線輸出；3依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整電機軸上的旋變轉(zhuǎn)子與電機軸的相對位置，或者旋變定子與電機外殼的相對位置；4一邊調(diào)整，一邊觀察旋變SIN信號的包絡(luò)，一直調(diào)整到信號包絡(luò)的幅值完全歸零，鎖定旋變；5來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復到平衡位置時，信號包絡(luò)的幅值過零點都能準確復現(xiàn)，則對齊有效。撤掉直流電源，進行對齊驗證1用示波器觀察旋變的SIN信號和電機的UV線反電勢波形；2轉(zhuǎn)動電機軸，驗證旋變的SIN信號包絡(luò)過零點與電機的UV線反電勢波形由低到高的過零點重合。這個驗證方法，也可以用作對齊方法。此時SIN信號包絡(luò)的過零點與電機電角度相位的30度點對齊。如果想直接和電機電角度的0度點對齊，可以考慮1用3個阻值相等的電阻接成星型，然后將星型連接的3個電阻分別接入電機的UVW三相繞組引線；2以示波器觀察電機U相輸入與星型電阻的中點，就可以近似得到電機的U相反電勢波形；223依據(jù)操作的方便程度，調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置，或者編碼器外殼與電機外殼的相對位置；4一邊調(diào)整，一邊觀察旋變的SIN信號包絡(luò)的過零點和電機U相反電勢波形由低到高的過零點，最終使這2個過零點重合，鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系，完成對齊。需要指出的是，在上述操作中需有效區(qū)分旋變的SIN包絡(luò)信號中的正半周和負半周。由于SIN信號是以轉(zhuǎn)定子之間的角度為的SIN值對激勵信號的調(diào)制結(jié)果，因而與SIN的正半周對應(yīng)的SIN信號包絡(luò)中，被調(diào)制的激勵信號與原始激勵信號同相，而與SIN的負半周對應(yīng)的SIN信號包絡(luò)中，被調(diào)制的激勵信號與原始激勵信號反相，據(jù)此可以區(qū)別和判斷旋變輸出的SIN包絡(luò)信號波形中的正半周和負半周。對齊時，需要取SIN由負半周向正半周過渡點對應(yīng)的SIN包絡(luò)信號的過零點，如果取反了，或者未加準確判斷的話，對齊后的電角度有可能錯位180度，從而造成速度外環(huán)進入正反饋。如果可接入旋變的伺服驅(qū)動器能夠為用戶提供從旋變信號中獲取的與電機電角度相關(guān)的絕對位置信息，則可以考慮1用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入，V出，將電機軸定向至一個平衡位置；2利用伺服驅(qū)動器讀取并顯示從旋變信號中獲