2024年1月23日发(作者:)

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第一章 概述

1.1 产品简介:

交流伺服技术自九十年代初发展至今,技术日臻成熟,性能不断提高,现已广泛应用于数控机床、印刷馐机械、纺织机械、自动化生产线等自动化领域。

DDA98交流伺服系统系国产第一代全数字交流伺服系统,采用国际最新数字信号处理DSP)、大规模可编程门阵列(CPLD)和MISUBISHI智能化功率模块(IPM),集成度高、体积小、保护完善、可靠性好、彩最何必PID算法完成PWM控制,性能已达到国外同类产品的水平。

与步进系统相比,DA98交流伺服系统具有以下优点

 避免失步现象

伺服电机自带编码器,位置信号反馈至伺服

驱动器,与开环位置控制器一起构成半闭环

控制系统。

 宽速比、恒转矩

调速比为1:5000,从低速到高速都具有稳

定的转矩特性。

 高速度、高精度

伺服电机最高转速可达3000rpm, 回转定位

精度1/10000r。

〖注〗不同型号伺服电机最高转速不同。

 控制简单、灵活

通过修改参数可对伺服系统的工作方式、运

行特性作出适当的设置,以适应不同的要求。

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1.2 到货检查

1)收货后,必须进行以下检查:

(1) 包装箱是否完好,货物是否因运输受损?

(2) 核对伺服驱动器和伺服电机铭牌,收到货物是否确系所订货物?

(3) 核对装箱单,附件是否齐全?

注意

 受损或零件不全的伺服系统,不可进行安装。

 伺服驱动器必须与性能匹配的伺服电机配套使用。

收货后有任何疑问,请与供应商或我厂联系。

2)型号意义:

(1) 伺服驱动器型号

DA98-04-110STZ2-1-HM

适配伺服电机型号(示出华中理工大学电机厂STZ系列)

※1

输出功率:两位数字(04、06……23)对应0.4~2.3KW ※2

系列代号

※1:可选配其它国产、进口伺服电机,需订货。驱动器缺省参数仅适配STZ系列伺服电机,选配其它伺服电机时,出厂参数已备份在EEPROM区。恢复出厂参数时应执行恢复备份,不可执行恢复缺省参数操作。

※2:中小功率(小于等于1.5KW)为标准配置,中功率(大于1.5KW、小于等于2.3KW)采用加厚散热器。

〖注〗产品出厂时,上面填写框已按产品型号填写好,请用户与产品铭牌核对。

(2) 伺服电机型号

DA98交流伺服驱动器可与国内外多款伺服电机配套,由用户订货时选择。本手册按华中电机厂生产的伺服电机进行描述,其它型号伺服电机有关资料随伺服电机提供。

110 STZ 4 —— 1 HM

光电编码器反馈

电机工作电压H:300V L:200V

额定转速级别 1:低速(1500/2000rpm)

2:高速(2500/3000rpm)

零速转矩2、4、5、6、7.5、10…N.m

正弦波驱动伺服电机

电机外径 110:110×110mm

130:130×130mm

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3)附件

(1) DA98伺服驱动器标准附件

① 安装使用手册(本书)

② 安装支架

③ M4×8沉头螺钉

④ CN1插头(DB25孔)

⑤ CN2插头(DB25针)

〖注1〗

〖注2〗

1本

2个

4个

1套

1套

(注1)

(注2)

配套我厂位置控制器时,与信号电缆(3)米配套提供。

我厂提供伺服电机时,用户可选择反馈电缆(3米)配套提供。

(2)伺服电机标准附件按伺服电机说明书提供

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1.3 产品外观

1) 伺服驱动器外观

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2) 伺服电机外观

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第二章 安装

注产品的储存和安装必须满足环境条件要求。

产品的堆放数量有限,不可过多地堆叠一起,防止常驻压损坏和跌落。

产品的转运必须使用产品原包装。

损坏或零件不全的产品不得安装使用。

产品的安装需用防火材料,不得安装在易燃物上面或附近,防止火灾。

伺服驱动器须安装在电框内,防止尘埃、腐蚀性气体、导电物体、液体及易然物侵入。

伺服驱动器和伺服电机应避避免振动,禁止承受冲击。

严禁拖拽伺服电机电线、电机轴和编码器。

2.1 环境条件

项目

使用温/湿度

储运温/温度

大气环境

标高

振动

防护等级

DA98伺服驱动器

0~55℃(不结冻)

90%RH以下(不结露)

-20~80℃

90%RG(不结露)

控制柜内,无腐蚀性气体、易燃气体、油雾或尘埃等

海拔1000m以下

IP00(无防护)

华中STZ系统伺服电机

0~40℃不结冻

90%RH以下(不结露)

-25~70℃

80%RH以下(不结露)

室内(无曝晒),无腐蚀性气体、易煤气体、油雾、尘埃等

海拔2500mc以下

IP40

小于0.5G(4.9m/s2)10-60HZ(非边连续运行)

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2.2 伺服驱动器安装

注 伺服驱动器必须安装在保护良好的电柜内。

 伺服驱动器必须按规定的方向和间隔安装,并保证良好的散热条件。

 不可安装在易燃物体上面或附近,防止火灾。

1) 安装环境

(1) 防护

伺服驱动器自身结构无防护,因此必须安装在防护良好的电柜内,并防接触腐蚀性、易燃性气体,防止导电物体、金属粉尘、油雾及液体进入内部。

(2) 温湿度

环境温度0-50℃,长期安全工作温度在45℃以下,并应保证良好的散热条件。

(3) 振动和冲击

驱动器安装应避免振动,采取减振措施控制振动有0.5(4.9m/S)以下,振动器安装应不得随重压和冲击。

2) 安装方法

(1) 安装方式

用户可采用底板安装方式或面板安装方式安装,安装方向垂直于安装面向上。图2.1为底板安装示意图,图2.2为面板安装示意图。

2

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(2) 安装间隔

图2.3示单台驱动器安装间隔,图2.4示出多台驱动器安装间隔,实际安装中应尽可能留出较大间隔,保证良好的散热条件。

图2.4 单台驱动器安装间隔

>100mm>25mm>25mm>100mm伺服驱动器伺服驱动器伺服驱动器>100mm通风方向通风方向

图2.4 多台驱动器安装间隔

(3) 散热

为保证驱动器周围温度不致持续升高,电柜内应有对流风吹向驱动器的散热器。

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2.3伺服电机安装

注 禁止敲击电机轴或编码器,防止电机受到振动或冲击。

 搬运电机不得拖拽电机轴、引出线或编码器。

 电机轴不能随超负荷负载,否则可能损坏电机。

电机安装务必牢固,并应有防松措施。

1)安装环境

(1) 防护

华中STZ系列伺服电机不是防水型的,所以安装使用时必须防止液体溅到电机上,必须防止油水从电机引线和电机轴进入电机内部。

〖注〗用户需要防水型伺服电机,请在订货时声时。

(2) 温湿度

环境温度应保持在0~40℃(不结冰).电机长期运行会发热升温,周围空间较小或附近有发热设备时,应考虑强迫散热。

湿度应不大于90%RH,不得结露。

(3) 振动

伺服电机应避免安装在有振动的场合,振动应不大于0.5G(4.9m/s)。

2)安装方法

(1)安装方式

STZ系列电机采用凸缘安装方式,电机安装方向任意。

(2)安装注意事项:

 拆装带轮时,不可敲击电机或电机轴,防止损坏编码器。应采用螺旋式压拨工具拆装。

 STZ系列电机不可承受大的轴向。径向负荷。建议选用弹性联轴器连接负载。

 固定电机时需用止松垫圈紧固,防止电机松脱。

2

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第三章 接线

警● 参与接线或检查的人员都必须具有做此工作的充分能力。

● 接线和检查必须在电源切断后5分钟以后进行,防止电击。

小● 必须按端子电压和极性接线,防止设备损坏或人员伤害。

● 驱动器和伺服电机必须良好接地。

3.1标准接线

驱动器的外部连接与控制方式有关。

1) 位置控制方式:

图3.1示出位置控制方式标准接线

2) 速度控制方式:

图3.2示出速度控制方式标准接线

3) 配线

(1) 电源端子TB

 线径:R、S、T、PE、U、V、W端子线径 ≥1.5mm2(AWG14-16),R、T端子线径≥1.0 mm2(AWG16-18)。

 接地:接地线应尽可能粗一点,驱动器与伺服电机在PE端子一点接地,接地电阻<100Ω。

 端子连接采用JUT-1.5—4预绝缘冷压端子,务必连接牢固。

 建议由三相隔离变压器供电,减少电击伤人可能性。

 建议电源经噪声滤波器提供电,提高抗干扰能力。

请安装非熔断型(NFB)断路器使驱动器故障时能及时切断外部电源。

(2) 控制信号CN1、反馈信号CN2

 线径:采用屏蔽电缆(最好选用绞合屏蔽电缆),线径≥0.12mm2(AWG24-26),屏蔽层须接FG端子。

 线长:电缆长度尽可能短,控制CN1电缆不超过3米,反馈信号CN2电缆长度不超过20米。

 布线:远离动力线路布线,防止干扰串入。

请给相关线路中的感性元件(线圈)安装浪涌吸收元件:直流线圈反向并联续流二极管,交流线圈并联阻容吸收回路。

注 U、V、W与电机绕组一一对应连接,不可反接。

 电缆及导线须固定好,并避免靠近驱动器散热器和电机,以免因受热降低绝缘性能。

 伺服驱动器内有大容量电解电容,即使断电后,仍会保持高压,断电后5分钟内切勿触摸驱动器和电机。

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伺服电机NFB三相 AC 220V或单相 AC 220VMCRSTrtCOM+COM+SONALRSFSTPRSTPSC1SC2FILRIL821213伺服驱动器UVWE562235V5V5V5V0V0V0V0VA+A-B+B-Z+Z-U+U-V+V-W+W-MHP0VFGFG2371电机DC 12~24V伺服使能报警清除CCW驱动禁止CW驱动禁止速度选择1速度选择2CCW转矩限制CW转矩限制1编码器CN1CN2伺服准备好伺服报警速度到达输出公共端SRDYALMSCMPDGDGDGDG36475899编码器z相输出编码器z相输出公共端CZCZCOM25屏蔽地FGFG2425

图3.1位置控制方式标准接线

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伺服电机NFB三相 AC 220V或单相 AC 220VMCRSTrtCOM+COM+SONALRSFSTPRSTPSC1SC2FILRIL821213伺服驱动器UVWE562235V5V5V5V0V0V0V0VA+A-B+B-Z+Z-U+U-V+V-W+W-MHP0VFGFG2371电机DC 12~24V伺服使能报警清除CCW驱动禁止CW驱动禁止速度选择1速度选择2CCW转矩限制CW转矩限制1编码器CN1CN2伺服准备好伺服报警速度到达输出公共端SRDYALMSCMPDGDGDGDG36475899编码器z相输出编码器z相输出公共端CZCZCOM25屏蔽地FGFG2425

图3.2速度控制方式标准接线

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3.2端子功能

1) 端子配置

图3.3为伺服驱动器接口端置图。其中TB为端子排;CN1为DB25接插件,插座为针式,插头为孔式;CN2 也为DB25接插件,插座为孔式,插头为针式。

TBRSTEUVWPDrtCN24122513DB25SRDYCOIN/SCMPCZALMDGDGDGDGCZCOMPULS+PULS-SIGN+SIGN-COM+COM+SONALRSFSTPRSTPCLE/SC1INH/SC2FGFILFGRILDB25CN23152141MHPNCA-A+B-B+Z-Z+U-U+V-V+W-W++5V+5V+5V+5V0V0V0VFG0VFG0V

`图3.3伺服驱动器接口端子配置图

2) 电源端子TB

表3.1电源端子TB

端子号

TB-1

TB-2

TB-3

TB-4

端子记号 信号名称

R

S

T

PE 系统接地

主回路电源

单相或三相

功能

主回路电源输入端子

~220V 50Hz

注意:不要同电机输出端子U、V、W连接。

接地端子

接地电阻<100Ω;

伺服电机输出和电源输入公共一点接地。

伺服电机输出端子

必须与电机U、V、W端子对应连接。

控制回路电源输入端子

TB-5

TB-6

TB-7

TB-8

TB-9

TB-10

U

V

W

P

D

r

伺服电机输出

备用

备用

控制电源

*-

TB-11 T 单相 ~220V 50Hz

3)控制端子CN1

控制方式简称: P代表位置控制方式

S代表速度控制方式

表3.2控制信号输入/输出端子CN1

端子号

CN1-8

CN1-20

CN1-21

信号名称

输入端子的电源正极

伺服使能

记号

COM+

I/O

Typel

方式

功能

输入端子的电源正极

用来驱动输入端子的光电耦合器

DC12~24V,电流≥Ma

伺服使能输入端子

SON ON:允许驱动器工作

SON OFF:驱动器关闭,停止工作,电机处于自由状态

注1:当从SON OFF 打到SON ON 前,电机必须是静止的;

注2:打到SON ON 后,至少等待50ms再输入命令;

报警清除输入端子

ALRS ON:清除系统报警

ALRS OFF:保持系统报警

注1:对于故障代码大于8的报警,无法用此方法清除,需要断电检修,然后再次通电

CCW(逆时针方向)驱动禁止输入端子

FSTP ON:CCW驱动允许

注1:用于机械超限,当开关OFF时,CCW方向转矩保持为0;

注2:可以通过参数No.20设置屏蔽此功能,或永远使开关ON。

CW(顺时针方向)驱动禁止输入端子RSTP ON:CW驱动允许

RSTP OFF:CW 驱动禁止

注1:用于机械超限,当开关OFF时,CW方向转矩保持为0;

注2:可以通过参数No.20设置屏蔽此功能,或永远使开关ON。

位置偏差计数器清零输入端子

CLE ON:位置控制时,位置偏差计数器清零

速度选择1输入端子

在速度控制方式下,SC1和SC2的组合用来选择不同的内部速度

SC1 OFF,SC2 OFF:内部速度1

SC1 ON,SC2 OFF:内部速度2

SC1 OFF,SC2 ON:内部速度3

SON Typel

CN1-9 报警清除 ALRS Typel

CN-22 CCW驱动禁止

FSTP Typel

CN-10 CW驱动禁止 RSTP Typel

CN1-23 偏差计数器清零

速度选择1

CLE Typel P

SC1 Typel S

*-

SC1ON,SC2ON:MWUKGKYA4

续表3.2 控制信号输入/输出端子CN1

端子号

CN1-11

信号名称

指令脉冲禁止

速度选择2

记号

INH

I/O

Typel

方式

P

功能

位置指令脉冲禁止输入端子

INH ON:指令脉冲输入禁止

INH OFF:指令脉冲输入有效

速度选择2输入端子

在速度控制方式下,SC1和SC2的组合用来选择不同的内部速度

SC1 OFF,SC2 OFF:内部速度1

SC1 ON:SC2 OFF:内部速度2

SC1 OFF,SC2 ON:内部速度3

SC1 ON,SC2 ON:内部速度4

CCW(逆时针方向)转矩限制输入端子

FIL ON:CCW 转矩限制在参数No.36范围内。

FIL OFF:CCW转矩限制不爱参数No.36限制

注1:不管FIL有效还是无效,CCW转矩还受参数No.34限制,一般参数No.34>参数No.36。

CW(顺时针方向)转矩限制输入端子

RIL ON:CW 转矩限制在参数No.37范围内

RIL OFF:CW转矩限制不受参数No.37限制

注1:不管RIL有效还是无效,CW转矩还受参数No.35限制,一般参数No351>1参数No.371。

伺服准备好输出端子

SRDY ON:控制电源和主电源正常,驱动器没有报警,伺服准备好输出ON。

SRDY OFF:主电源未合或驱动器有报警,伺服准备好输出OFF。

伺服报警输出端子

ALM ON:伺服驱动器无报警,伺服报警输出ON。

ALM OFF:伺服驱动器有报警,伺服报警输出OFF

定位完成输出端子

COIN ON:当位置偏差计数器数值在设定的定位范围时,定位完成输出ON。

速度到达输出端子

SCMP ON:当速度到达或超过设定的速度时,速度到达输出ON。

控制信号输出端子(除CZ外)的地线公共端

SC2 Typel S

CN1-12 CCW转矩限制

FIL Type1

CN1-13 CW转矩限制 RIL Type1

CN1-1 伺服准备好输出

SRDY Type2

CN1-15 伺服报警输出

ALM Type2

CN1-14 定位完成输出

速度到达输出

COIN Type2 P

SCMP Type2 S

CN1-3

CN1-4

CN1-16

输出端子的公共端

DG

*-

CN1-17

续表3.2 控制信号输入/输出端子CN1

端子号

CN1-2

信号名称

编码器Z相输出

编码器Z相输出的公共端

指令脉冲PLUS输入

指令脉冲SIGN输入

屏蔽地线

记号

CZ

I/O

Type2

方式

功能

编码Z相输出端子

伺服电机的光电编码Z相脉冲输出

CZ ON:Z相信号出现

编码Z相输出端子的公共端 CN1-5 CACOM

PULS+

PULS-

SIGN+

SIGN-

FG

CN1-18

CN1-6

CN1-19

CN1-7

CN1-24

CN1-25

Type3

Type3

P

P

外部指令脉冲输入端子

注1:由参数XX设定脉冲输入方式

① 指令脉冲+符号方式;

② CCW/CW指令脉冲方式;

③ 2相指令脉冲方式。

屏蔽地线端子

反馈信号端子CN2

表3.3编码器信号输入/输出端子CN2

端子号 信号名称

端子记号

记号

+5V

I/D 方式

颜色

功能

伺服电机光电编剧+5V电源:

电缆长度较长时,应使用多根芯线并联。

CN2-5 电源输出+

CN2-6

CN2-17

CN2-18

CN2-1 电源输出-

CN2-2

CN2-3

CN2-4

CN2-16

CN2-24 编码器A+输入

CN2-12 编码器A-输入

CN2-23 编码器B+输入

CN2-11 编码器B-输入

CN2-22 编码器Z+输入

CN2-10 编码器Z-输入

CN2-21 编码器U+输入

CN2-9

CN2-8

编码器U-输入

编码器V-输入

CN2-20 编码器V+输入

OV

A+

A-

B+

B-

Z+

Z-

U+

U-

V+

V-

Type4

Type4

Type4

Type4

Type4

与伺服电机光电编码A+相连接

与伺服电机光电编码A-相连接

与伺服电机光电编码B+相连接

与伺服电机光电编码B-相连接

与伺服电机光电编码Z+相连接

与伺服电机光电编码Z-相连接

与伺服电机光电编码U+相连接

与伺服电机光电编码U-相连接

与伺服电机光电编码V+相连接

与伺服电机光电编码V-相连接

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3.3 I/O 接口原理

1)开关量输入接口

servo amplifier驱动器侧

COM+12~24V4.7KSW

图3.4 Type1 开关量输入接口

(1) 由用户提供电源,DC12~24V,电流≥100M;

(2) 注意,如果电流极性接反,会使伺服驱动器不能工作。

2)开关量输出接口

驱动器侧

servo amplifiermax 50mAmax 25V

图3.5 Type2 开关量输出接口

(1) 外部电源由用户提供,但是必需注意,如果电源的极性接反,会使伺服驱动器损坏。

(2) 输出为集电极开路形式,最大电流50mA,外部电源最大电压25V。因此,开关量输出信号的负载必须满足这个限定要求。如果超过限定要求或输出直接与电源连接,会使伺服驱动器损坏;

(3) 如果负载是继电器等电感性负载,必须在负载两端反并联贯流二极管。如果续流二极管接反,会使伺服驱动器损坏。

3)脉冲量输入接口

*-

驱动器侧

servo amplifierPULS+PULS-220SIGN+SIGN-220

图3.6 Type3 脉冲量输入接口的差分驱动方式

servo amplifierVCCPULS+RPULS-220SIGN+RSIGN-220

图3.7 Type3 脉冲量输入接口的单端驱动方式

(1) 为了正确地传送脉冲量数据,建议采用差分驱动方式:

(2) 差分驱动方式下,采用AM26LS31、MC3487或类似的RS422线驱动器;

(3) 采用单端驱动方式,会使动作频率降低。根据脉冲量输入电路,驱动电流10~15mA,限定外部电源最大电压25V的条件,确定电阻R的数值。经验数据:VCC=24V,R=1.3~2K;VCC=12V,R=510~820Ω;VCC=5V,R=82~120Ω。

(4) 采用单端驱动方式时,外部电源由用户提供,但必需注意,如果电源极性接反,会使伺服驱动器损坏。

(5)

脉冲输入形式详见表3.4,箭头表示计数沿,表3.5是脉冲输入时序及参数。当使用2相输入形式时,其4倍频脉冲频率≤500kH.。

表3.4脉冲输入形式

脉冲指令形式

脉冲列符号

PULS

SIGN

PULS

SIGN

CCW CW

参数设定值

0

指令脉冲+符号

CCW脉冲列

CW脉冲列

1

CCW脉冲/CCW脉冲

*-

A相脉冲列

B相脉冲列

PULS

SIGN

2

2相指令脉冲

表3.5脉冲输入时序参数

参数

tckth

tl

trh

trl

ts

tqck

tqh

tql

tqrh

tqrl

tqs

差分驱动输入

>2μS

>1μS

>0.2μS

>0.2μS

>1μS

>8μS

>4μS

>4μS

>0.2μS

>0.2μS

>1μS

>2μS

thtck单端驱动输入

>5μS

>2.5μS

>2.5μS

>0.3μS

>0.3μS

>2.5μS

>10μS

>5μS

>5μS

>0.3μS

>0.3μS

>2.5μS

90%PULS10%trh90%SIGN10%trltstltsCWtrhCCWtrlCW

图3.8 脉冲+符号输入接口时序图(最高脉冲频率500kHz)

*-

tckth90%PULS10%tltrhtrlts90%SIGN10%CCWtrhtrlCW

图3.9 CCW脉冲/CW脉冲输入接口时序图(最高脉冲频率500kHz)

tqh90%PULS10%tqcktqltqstqrh90%SIGN10%tqrltqstqrltqrhCCWCW

图3.10 2相指令脉冲输入接口时序图(最高脉冲频率125kHz)

4) 伺服电机光电编码器输入接口

电机侧

servo motor

X+X-驱动器侧

servo amplifierAM26LS32X=A,B,Z,U,V,W

图3.11 伺服电机光电编码器输入接口

*-

第四章 参数

注意

 参与参数调整的人员务必了解参数意义,错误的设置可能会引起设备损坏和人员伤害。

 建议参数调整先在伺服电机空载下进行。

4.1 参数一览表

 下表中的出厂值以适配华中电机厂110STZ2-1-HM(2Nm、2000rpm)电机的驱动器为例,带“*”标志的参数在其他型号中可能不一样。

 下表中带“△”标志的参数为只读参数,用户修改无效。

表4.1 参数一览表

序号

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

名称

密码

驱动器型号 △

软件版本 △

初始显示状态

控制方式选择

速度比例增益

速度积分时间常数

加减速时间常数

速度检测低通滤波器

位置比例增益

位置前馈增益

位置前馈低通滤波器截止频率

位置指令脉冲分频分子

位置指令脉冲分频分母

位置指令脉冲输入方式

位置指令脉冲方向取反

定位完成范围

位置超差检测范围

位置超差错误无效

保留

驱动禁止输入无效

JOG运行速度

保留

最高速度限制

内部速度1

内部速度2

内部速度3

内部速度4

到达速度

保留

直线速度换算分子

适用方式 参数范围

P,S

P,S

P,S

P,S

P,S

P,S

P,S

P,S

P,S

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P,S

S

P,S

S

S

S

S

S

P,S

0~9999

0~9

*

0~19

0~4

5~2000

1~1000

1~10000

20~500

1~1000

0~100

1~1200

1~32767

1~32767

0~2

0~1

0~30000

0~30000

0~1

0~1

-3000~3000

0~3000

-3000~3000

-3000~3000

-3000~3000

-3000~3000

0~3000

1~32767

出厂值

315

0*

*

0

0

100*

20*

1

100

40

0

300

1

1

0

0

20

400

0

0

120

2000

0

100

300

-100

500

10

单位

Hz

mS

mS

%

1/S

%

Hz

脉冲

×100脉冲

r/min

r/min

r/min

r/min

r/min

r/min

r/min

*-

续表4.1 参数一览表

序号

31

32

33

34

35

36

37

38

39~

59

名称

直线速度换算分母

直线速度小数点位置

保留

内部CCW转矩限制

内部CW转矩限制

外部CCW转矩限制

外部CW转矩限制

速度试运行、JOG运行转矩限制

保留

适用方式 参数范围

P,S

P,S

P,S

P,S

P,S

P,S

S

1~32767

0~5

0~300

-300~0

0~300

-300~0

0~300

出厂值

1

3

300*

-300*

100

-100

100

%

%

%

%

%

单位

*-

4.2 参数功能

表 4.2 参数功能

序号

0

名称

密码

功能 参数范围

0~9999 用于防止参数被误修改。需要设置参数时,先将本参数设置为315,然后设置参数。调试完后,最后再将本参数设置为0,确保以后参数不会被误修改。

驱动器 ① 对应同一系列不同功率级别的驱动器和电机。

型号 ② 用户恢复出厂缺省参数时,驱动器按本参数规定的型号恢复对应出厂缺省参数。

③ 参数的详细意义请参考表4.3。

软件版本 ① 可以查看软件版本号,但不能修改。

初始显示② 选择驱动器上电后显示器的显示状态。

状态 0:显示电机转速;

1:显示当前位置低5位;

2:显示当前位置高5位;

3:显示位置指令(指令脉冲积累量)低5位;

4:显示位置指令(指令脉冲积累量)高5位;

5:显示位置偏差低5位;

6:显示位置偏差高5位;

7:显示电机转矩;

8:显示电机电流;

9:显示直线速度;

10:显示控制方式;

11:显示位置指令脉冲频率;

12:显示速度指令;

13:显示转矩指令;

14:显示一转中转子绝对位置;

15:显示输入端子状态;

16:显示输出端子状态;

17:显示编码器输入信号;

18:显示运行状态;

19:显示报警代码;

20:保留。

控制方式①通过此参数可设置驱动器的控制方式:

选择 0:位置控制方式;

1:速度控制方式;

2:试运行控制方式;

3:JOG控制方式;

4:编码器调零方式。

②位置控制方式,位置指令从脉冲输入口输入。

③ 速度控制方式,速度指令从输入端子输入:

SC1和SC2的组合用来选择不同的内部速度

SC1 OFF,SC2 OFF :内部速度1

SC1 ON,SC2 OFF :内部速度2

SC1 OFF,SC2 ON :内部速度3

SC1 ON,SC2 ON :内部速度4

④ 试运行控制方式,速度指令从键盘输入,用于测试驱动器和电机。

1

0~9

2

3

*

0~19

4 0~4

*-

续表 4.2 参数功能

序号

4

名称

控制方式选择

功能

⑤ JOG控制方式,即点动方式,进入JOG操作后,按下↑键并保持,电机按JOG速度运行,松开按键,电机停转,保持零速;按下↓键并保持,电机按JOG速度反向运行,松开按键,电机停转,保持零速。

⑥ 编码器调零方式,用于电机出厂调整编码盘零点。

① 设定速度环调节器的比例增益。

② 设置值越大,增益越高,刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下,负载惯量越大,设定值越大。

③ 在系统不产生振荡的条件下,尽量设定的较大。

参数范围

5 速度比例增益

5~2000Hz

6 速度积分① 设定速度环调节器的积分时间常数。

时间常数 ② 设置值越小,积分速度越快,刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下,负载惯量越大,设定值越大。

③ 在系统不产生振荡的条件下,尽量设定的较小。

加减速时间常数

速度检测低通滤波器

① 设置值是表示电机从0~1000r/min的加速时间或从1000~0r/min的减速时间。

② 加减速特性是线性的。

① 设定速度检测低通滤波器特性。

② 数值越小,截止频率越低,电机产生的噪音越小。如果负载惯量很大,可以适当减小设定值。数值太小,造成响应变慢,可能会引起振荡。

③ 数值越大,截止频率越高,速度反馈响应越快。如果需要较高的速度响应,可以适当增加设定值。

① 设定位置环调节器的比例增益。

② 设置值越大,增益越高,刚度越大,相同频率指令脉冲条件下,位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调。

③ 参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。

1~1000mS

7 1~10000mS

8 20~500%

9 位置比例增益

1~1000 /S

10 位置前馈增益

① 设定位置环的前馈增益。 0~100%

② 设定为100%时,表示在任何频率的指令脉冲下,位置滞后量总是为0。

③ 位置环的前馈增益增大,控制系统的高速响应特性提高,但会使系统的位置环不稳定,容易产生振荡。

④ 除非需要很高的响应特性,位置环的前馈增益通常为0。

① 设定位置环前馈量的低通滤波器截止频率。

② 本滤波器的作用是增加复合位置控制的稳定性。

1~1200Hz 11 位置前馈低通滤波器截止频率

*-

续表 4.2 参数功能

序号

12

名称

位置指令脉冲分频分子

功能 参数范围

① 设置位置指令脉冲的分倍频(电子齿轮)。 1~32767

② 在位置控制方式下,通过对No.12,No.13参数的设置,可以很方便地与各种脉冲源相匹配,以达到用户理想的控制分辨率(即角度/脉冲)。

PGNC4

P:输入指令的脉冲数;

G:电子齿轮比;

G分频分子

分频分母N:电机旋转圈数;

C:光电编码器线数/转,本系统C=2500。

④ 〖例〗输入指令脉冲为6000时,伺服电机旋转1圈

GNC41250045

P60003则参数No.12设为5,No.13设为3。

⑤电子齿轮比推荐范围为

1G50

5013

14

位置指令脉冲分频分母

位置指令脉冲输入方式

①见参数No.12 1~32767

15

16

17

18

① 设置位置指令脉冲的输入形式。

② 通过参数设定为3种输入方式之一:

0:脉冲+符号;

1:CCW脉冲/CW脉冲;

2:两相正交脉冲输入;

③ CCW是从伺服电机的轴向观察,反时针方向旋转,定义为正向。

④ CW是从伺服电机的轴向观察,顺时针方向旋转,定义为反向。

位置指令① 设置为

脉冲方向0:正常;

取反 1:位置指令脉冲方向反向。

定位完成① 设定位置控制下定位完成脉冲范围。

范围 ② 本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据。当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时,驱动器认为定位已完成,定位完成信号COIN ON,否则COIN OFF。

③ 在位置控制方式时,输出定位完成信号COIN,在其它控制方式时,输出速度达到信号SCMP。

位置超差① 设置位置超差报警检测范围。

检测范围 ② 在位置控制方式下,当位置偏差计数器的计数值超过本参数值时,伺服驱动器给出位置超差报警。

位置超差①设置为

错误无效 0:位置超差报警检测有效;

1:位置超差报警检测无效,停止检测位置超差错误。

0~2

0~1

0~30000脉冲

0~30000 ×100脉冲

0~1

*-

续表 4.2 参数功能

序号

20

名称 功能 参数范围

0~1 驱动禁止① 设置为

输入无效 0:CCW、CW输入禁止有效。当CCW驱动禁止开关(FSTP)ON时,CCW驱动允许;当CCW驱动禁止开关(FSTP)OFF时,CCW方向转矩保持为0;CW同理。如果CCW、CW驱动禁止都OFF,则会产生驱动禁止输入错误报警。

1:取消CCW、CW输入禁止。不管CCW、CW驱动禁止开关状态如何,CCW、CW驱动都允许。同时,如果CCW、CW驱动禁止都OFF,也不会产生驱动禁止输入错误报警。

JOG运行① 设置JOG操作的运行速度。

速度

最高速度① 设置伺服电机的最高限速。

限制 ② 与旋转方向无关。

③ 如果设置值超过额定转速,则实际最高限速为额定转速。

内部速度① 设置内部速度1

1 ② 速度控制方式下,当SC1 OFF,SC2 OFF 时,选择内部速度1作为速度指令。

内部速度① 设置内部速度2

2 ② 速度控制方式下,当SC1 ON,SC2 OFF 时,选择内部速度2作为速度指令。

内部速度① 设置内部速度3

3 ② 速度控制方式下,当SC1 OFF,SC2 ON时,选择内部速度3作为速度指令。

内部速度① 设置内部速度4

4 ② 速度控制方式下,当SC1 ON,SC2 ON时,选择内部速度4作为速度指令。

到达速度 ① 设置到达速度。

② 在非位置控制方式下,如果电机速度超过本设定值,则SCMP ON,否则SCMP OFF。

③ 在位置控制方式下,不用此参数。

④ 与旋转方向无关。

⑤ 比较器具有迟滞特性。

直线速度① 用于显示系统的直线运行速度

换算分子 ②

直线速度换算分子

直线速度=电机速度(r/min)直线速度换算分母③ 直线速度小数点的位置由参数No.32决定。0表示无小数点,1表示小数点在十位,2表示小数点在百位,依此类推。

④ 〖例〗伺服电机驱动10mm滚珠丝杆,则设置直线速度换算分子为10, 直线速度换算分母为1, 直线速度小数点位置为3。在显示器上可显示直线速度,单位是m/min,当电机速度为500r/min时,显示直线速度5.000m/min。

21

23

-3000~3000

r/min

0~3000

r/min

24 -3000~3000

r/min

-3000~3000

r/min

-3000~3000

r/min

-3000~3000

r/min

0~3000

r/min

25

26

27

28

30 1~32767

*-

续表 4.2 参数功能

序号

31

32

名称

直线速度①见参数No.30。

换算分母

直线速度小数点位置

内部CCW转矩限制

①见参数No.30。

功能 参数范围

1~32767

0~5

34 ① 设置伺服电机CCW方向的内部转矩限制值。

② 设置值是额定转矩的百分比,例如设定为额定转矩的2倍,则设置值为200。

③ 任何时候,这个限制都有效。

④ 如果设置值超过系统允许的最大过载能力,则实际转矩限制为系统允许的最大过载能力。

0~300%

35 内部CW① 设置伺服电机CW方向的内部转矩限制值。

转矩限制 ② 设置值是额定转矩的百分比,例如设定为额定转矩的2倍,则设置值为-200。

③ 任何时候,这个限制都有效。

④ 如果设置值超过系统允许的最大过载能力,则实际转矩限制为系统允许的最大过载能力。

外部CCW转矩限制

① 设置伺服电机CCW方向的外部转矩限制值。

② 设置值是额定转矩的百分比,例如设定为额定转矩的1倍,则设置值为100。

③ 仅在CCW转矩限制输入端子(FIL)ON时,这个限制才有效。

④ 当限制有效时,实际转矩限制为系统允许的最大过载能力、内部CCW转矩限制、外部CCW转矩限制三者中的最小值。

-300~0%

36 0~300%

37 外部CW① 设置伺服电机CW方向的外部转矩限制值。

转矩限制 ② 设置值是额定转矩的百分比,例如设定为额定转矩的1倍,则设置值为-100。

③ 仅在CW转矩限制输入端子(RIL)ON时,这个限制才有效。

④ 当限制有效时,实际转矩限制为系统允许的最大过载能力、内部CW转矩限制、外部CW转矩限制三者中的绝对值的最小值。

速度试运行、JOG运行转矩限制

① 设置在速度试运行、JOG运行方式下的转矩限制值。

② 与旋转方向无关,双向有效。

③ 设置值是额定转矩的百分比,例如设定为额定转矩的1倍,则设置值为100。

④ 内外部转矩限制仍然有效。

-300~0%

38 0~300%

*-

表4.3驱动器型号、伺服电机对照表

№1参数

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

伺服电机型号、技术参数

110STZ2-1, 0.4kw,300V, 2.5A,2000r/min,5.4×10-4kgm2

110STZ2-2, 0.6kw,300V, 4A,3000r/min,5.4×10-4kgm2

110STZ4-1, 0.8kw,300V, 3A, 2000r/min,9.1×10-4kgm2

110STZ4-2, 1.2kw,300V, 5A, 3000r/min,9.1×10-4kgm2

110STZ5-1, 1.0kw,300V, 4A,2000r/min,1.1×10-3kgm2

110STZ5-2, 1.5kw,300V, 5.5A,3000r/min,1.1×10-3kgm2

110STZ6-1, 1.2kw,300V, 4.5A,2000r/min,1.29×10-3kgm2

130STZ7.5-1, 1.4kw,300V, 5.5A,2000r/min ,2.8×10-3kgm2

130STZ10-1, 1.4kw,300V, 5.5A,1500r/min,3.6×10-3kgm2

130STZ5-1, 1.0kw,300V, 4A,2000r/min,2.0×10-3kgm2

130STZ5-2, 1.5kw,300V, 5.5A,3000r/min,2.0×10-3kgm2

130STZ7.5-2, 2.0kw,300V, 9.5A,3000r/min,2.8×10-3kgm2

130STZ10-2, 2.3kw,300V, 9.5A,2500r/min,3.6×10-3kgm2

130STZ15-1, 2.1kw,300V, 8A,1500r/min,5.2×10-3kgm2

90STZ1, 0.3kw,300V, 2.0A,3000r/min,2.1×10-4kgm2

90STZ2, 0.6kw,300V, 3.0A,3000r/min,3.1×10-4kgm2

110STZ6-2,1.7kw,300V, 7A,3000r/min,1.29×10-3kgm2

130STZ4-1, 0.8kw,300V, 4A,2000r/min,1.6×10-3kgm2

130STZ4-2, 1.2kw,300V, 5.5A,3000r/min,1.6×10-3kgm2

130STZ6-1, 1.2kw,300V, 4A,2000r/min,2.4×10-3kgm2

130STZ6-2, 1.8kw,300V, 5.5A,3000r/min,2.4×10-3kgm2

备注

注:标有“※”的驱动器须采用加厚散热器。

*-

第五章 报警与处理

注意

参与检修人员必须具有相应专业知识和能力。

伺服驱动器和电机断电至少5分钟后,才能触摸驱动器和电机,防止电击和灼伤。

驱动器故障报警后,须根据报警代码排除故障后才能投入使用。

警前,必须SON(伺服有效)信号无效,防止电机突然起动引起意外。

5.1 报警一览表

表5.1 报警一览表

报警代码

--

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

19

20

21

22

23

30

31

32

正常

超速

主电路过压

主电路欠压

位置超差

电机过热

速度放大器饱和故障

驱动禁止异常

位置偏差计数器溢出

编码器故障

控制电源欠压

IPM模块故障

过电流

过负载

制动故障

编码器计数错误

电机热过载

热复位

IC4(EEPROM)错误

IC3(PWM芯片) 错误

IC2(CODER芯片) 错误

IC7(A/D芯片)错误

编码器Z脉冲丢失

编码器UVW信号错误

报警名称

伺服电机速度超过设定值

主电路电源电压过高

主电路电源电压过低

位置偏差计数器的数值超过设定值

电机温度过高

速度调节器长时间饱和

CCW、CW驱动禁止输入都OFF

位置偏差计数器的数值的绝对值超过230

编码器信号错误

控制电源±15V偏低

IPM智能模块故障

电机电流过大

伺服驱动器及电机过负载(瞬时过热)

制动电路故障

编码器计数异常

电机电热值超过设定值(I2t检测)

系统被热复位

IC4(EEPROM)错误

IC3(PWM芯片) 错误

IC2(CODER芯片) 错误

IC7(A/D芯片)或电流传感器错误

编码器Z脉冲错

编码器UVW信号错误或与编码器不匹配

内容

编码器UVW信号非法编码 UVW信号存在全高电平或全低电平

*-

5.2 报警处理方法

表5.2 报警处理方法

报警代码

1

报警名称 运行状态

超速 接通控制电源时出现

电机运行过程中出现

原因

①控制电路板故障。

②编码器故障

①输入指令脉冲频率过高。

①加/减速时间常数太小,使速度超调量过大。

①输入电子齿轮比太大。

①编码器故障。

①编码器电缆不良。

处理方法

①换伺服驱动器。

②换伺服电机。

①正确设定输入指令脉冲。

①增大加/减速时间常数。

①正确设置。

①换伺服电机。

①换编码器电缆。

①伺服系统不稳定,引超超调。 ①重新设定有关增益。

②如果增益不能设置到合适值,则减小负载转动惯量比率。

电机刚启动时出现

①负载惯量过大。 ①减小负载惯量。

②换更大功率的驱动器和电机。

①换伺服电机

②请厂家重调编码器零点。

①正确接线。

①换伺服驱动器。

①检查供电电源。

①重新接线。

①换伺服驱动器。

①降低起停频率。

②增加加/减速时间常数。

③减小转矩限制值。

④减小负载惯量。

⑤换更大功率的驱动器和电机。

①编码器零点错误。

①电机U、V、W引线接错。

②编码器电缆引线接错。

2 主电路过压

接通控制电源时出现

接通主电源时出现

电机运行过程中出现

①电路板故障。

①源电压过高。

②电源电压波形不正常。

①制动电阻接线断开。

①制动晶体管损坏。

②内部制动电阻损坏。

①制动回路容量不够。

*-

续表5.2报警处理方法

报警代码

3

报警名称

主电路欠压

运行状态

接通主电源时出现

原因

①电路板故障。

②电源保险损坏。

③软启动电路电路故障。

④整流器损坏。

①电源电压低。

②临时停电20mS以上。

电机运行过程中出现

4 位置超差 接通控制电源时出现

接通主电源及控制线,输入指令脉冲,电机不转动

电机运行过程中出现

①电源容量不够。

②瞬时掉电。

①散热器过热。

①电路板故障。

①电机U、V、W引线接错。

②编码器电缆引线接错。

处理方法

①换伺服驱动动器。

①检查电源。

①检查电源。

①检查负载情况。

①换伺服驱动器。

①正确接线。

①编码器故障。 ①换伺服电机。

①设定位置超差检测范围太小。 ①增加位置超差检测范围。

①位置比例增益太小。

①转矩不足。

①增加增益。

①检查转矩限制值。

②减小负载容量。

③换更大功率的驱动器和电机。

①降低频率。 ①指令脉冲频率太高。

5 电机过热 接通控制电源时出现

电机运行过程中出现

①电路板故障。

①电缆断线。

②电机内部温度继电器损坏。

①电机过负载。

①换伺服驱动器。

①检查电缆。

②检查电机。

①减小负载。

②降低起停频率。

③减小转矩限制值。

④减小有关增益。

⑤换更大功率的驱动器和电机。

①换伺服电机。

①检查负载机械部分。

①减小负载。

②换更大功率的驱动①电机内部故障。

6 速度放大器饱和故障

电机运行过程中出现

①电机被机械卡死。

①负载过大。

*-

器和电机。

表5.2 报警处理方法

报警代码

7

8

报警名称

驱动禁止异常

位置偏差计数器溢出

编码器故障

运行状态 原因 处理方法

①CCW、CW驱动禁止输入端子①检查接线、输入端子都断开。 用电源。

①电机被机械卡死。

②输入指令脉冲异常。

①检查负载机械部分。

②检查指令脉冲。

③检查电机是否接指令脉冲转动。

①检查接线。

①更换电机。

①换电缆。

①缩短电缆。

②采用多芯并联供电。

①检查控制电源。

①更换驱动器。

②检查接插件。

③检查开关电源。

①换伺服驱动器。

①检查驱动器。

②重新上电。

③更换驱驱动器。

①检查接线。

①正确接地。

①更换电机。

①增加线路滤波器。

②远离干扰源

①检查接线。

①正确接地。

①更换电机。

①更换驱动器。

9

①编码器接线错误。

①编码器损坏。

①编码器电缆不良。

①编码器电缆过长,造成编码器供电电压偏低。

①输入控制电源偏低。

①驱动器内部接插件不良。

②开关电源异常。

③芯片损坏。

①电路板故障。

①供电电压偏低。

②过热。

①驱动U、V、W之间短路。

①接地不良。

①电机绝缘损坏。

①受到干扰。

10 控制电源欠压

11 IPM模块故障

接通控制电源时出现

电机运行过程中出现

12 过电流 ①驱动器U、V、W之间短路。

①接地不良。

①电机绝缘损坏。

①驱动器损坏。

*-

表5.2 报警处理方法

报警代码

13

报警名称

过负载

运行状态

接通控制电源时出现

原因

①电路板故障。

①超过额定转矩运行。

①保持制动器没有打开。

①电机不稳定振荡。

处理方法

①换伺服驱动器。

①检查负载。

①检查保持制动器。

①高速增益。

②增加加/减速时间。

③减小负载惯量。

①检查接线。

①更换伺服驱动器。

①重新接线。

①换伺服驱动器。

①降低起停频率。

②增加加/减速时间常数。

③减小转矩限制值。

④减小负载惯量。]

⑤换更大功率的驱动器和电机。

①检查主电源。

①更换电机。

①检查接线。

①正确接地。

①U、V、W有一相断线。

②编码器接线错误。

14 制动故障 接通控制电源时出现

电机运行过程中出现

①电路板故障。

①制动电阻接线断开。

①制动晶体管损坏。

②内部制动电阻损坏。

①制动回路容量不够。

15 编码器计数错误

①主电路电源过高。

①编码器损坏。

①编码器接线错误。

①接地不良。

*-

表5.2 报警处理方法

报警代码

16

报警名称

电机热过载

运行状态

接通控制电源时出现

电机运行过程中出现

原因

电路板故障。

①参数设置错误。

①长期超过额定转矩运行。

处理方法

①换伺服驱动器。

①正确设置有关参数。

检查负载。

降低起停频率。

减小转矩限制值。

换更大功率的驱动器和电机。

①检查机械部分。

①检查控制电源。

① 增加线路滤波器。

② 远离干扰源。

① 更换伺服驱动器。

② 经修复后,必须重新设置驱动器型号(参数No.1),然后再恢复缺省参数。

①更换伺服驱动器。

①更换伺服驱动器。

①更换伺服驱动器。

① 更换编码器

② 检查编码器接口电路

19 热复位

①机械传动不良。

①输入控制电源不稳定。

①受到干扰。

20 IC4(EEPROM)错误

①芯片或电路板损坏。

21 IC3(PW

M芯片)

错误

IC2(COD

ER芯片)

错误

IC7(A/D芯片)错误

①芯片或电路板损坏。

22 ①芯片或电路板损坏。

23 ① 芯片或电路板损坏。

② 电流传感器损坏。

① Z脉冲不存在,编码器损坏

② 电缆不良

③ 电缆屏蔽不良

④ 屏蔽地线未联好

⑤ 编码器接口电路故障

① 编码器UVW信号损坏

② 编码器Z信号损坏

③ 电缆不良

④ 电缆屏蔽不良

⑤ 屏蔽地线未联好

⑥ 编码器接口电路故障

30 编码器Z

脉冲丢失

31 编码器UVW信号错误

① 更换编码器

② 检查编码器接口电路

*-

第六章 显示与操作

6.1键盘操作

 驱动器面板由6个LED数码管显示器和4个按键↑、↓、←、Enter组成,用来显示系统各种状态、设置参数等。按键功能如下:

↑ :序号、数值增加,或选项向前。

↓ :序号、数值减少,或选项退后。

← :返回上一层操作菜单,或操作取消。

Enter :进入下一层操作菜单,或输入确认。

〖注〗 ↑、↓保持按下,操作重复执行,并且保持时间越长,重复速率越快。

 6位LED数码管显示系统各种状态及数据,全部数码管或最右边数码管的小数点显示闪烁,表示发生报警。

 操作按多层操作菜单执行,第一层为主菜单,包括七种操作方式,第二层为各操作方式下的功能菜单。图6.1示出主菜单操作框图:

dP-PA-EE-↓监视方式参数设置参数管理速度试运行JOG运行自动增益调整编码器调零Enter第2层←↑Sr-Jr-AU-C0-第1层

图6.1方式选择操作框图

6.2. 监视方式

在第1层中选择”dP-“,并按Enter键就进入监视方式。共有21种显示状态,用户用↑、↓键选择需要的显示模式,再按Enter键,就进入具体的显示状态了。

*-

-trqDP-I↓↑电机速度(r/min)当前位置低5位(脉冲)当前位置高5位(×100000脉冲)位置指令低5位(脉冲)位置指令高5位(×100000脉冲)位置偏差低5位(脉冲)位置偏差高5位(×100000脉冲)电机转矩(%)电机电流(A)直线速度(m/min)当前控制方式位置指令脉冲频率(kHz)速度指令(r/min)转矩指令(%)一转中转子绝对位置(脉冲)输入端子状态输出端子状态编码器输入信号运行状态报警代码保留Enter←r 1000P45806P. 12C45810C. 12E 4E. 0t 70I 2.3L 5.000Cnt 0F 12.6r. -35t. -20A 3265In||||||||oUt ||||Cod ||||||rn- onErr 9U 0电机速度1000r/min当前位置1245806脉冲位置指令1245810脉冲位置偏差4脉冲电机转矩 70%电机电流 2.3A直线速度5.000m/min控制方式 0位置指令脉冲频率12.6kHz速度指令 -35r/min转矩指令 -20%转子绝对位置3265输入端子输出端子编码器信号运行状态 :正在运行9号报警DP-LSPDP-CntDP-FrqDP-CSDP-CtDP-APoDP-InDP-oUtDP-CodDP-rnDP-ErrDP-rES

图6.2 监视方式操作框图

[注1] 输入脉冲量为经过输入电子齿轮放大后的脉冲。

[注2] 脉冲量单位是系统内部脉冲单位,在本系统中10000脉冲/转。脉冲量用高5位+低5位表示,计算方法为

脉冲量=高5位数值100000+高5位数值

[注3] 控制方式:0-位置控制;1-速度控制;2-速度试运行;3-JOG运行;4-编码器调零。

[注4] 如果显示数字达到6位(例如显示-12345),则不再显示提示字符。

[注5] 位置指令脉冲频率是在输入电子齿轮放大之前实际的脉冲频率,最小单位0.1kHz,正向显示正数,反向显示负数。

[注6] 电机电流I的计算方法是

222

IIUIVIW[注7] 一转中转子绝对位置表示转子在一转中相对定子所处的位置,以

*-

一转为一个周期,范围是0~9999。

[注8] 输入端子显示如图6.3所示,输出端子显示如图6.4所示,编码器信号显示如图6.5所示。

INH(指令脉冲禁止)SC2(速度选择2)FIL(CCW转矩限制)RIL(CW转矩限制)CLE(偏差计数器清零)SC1(速度选择1)RSTP(CW驱动禁止)FSTP(CCW驱动禁止)ALRS(报警清除)SON(伺服使能)

图6.3 输入端子显示(笔划点亮表示ON,熄灭表示OFF)

COIN(定位完成)SCMP(速度到达)ALM(伺服报警)SRDY(伺服准备好)保留

图6.4 输出端子显示(笔划点亮表示ON,熄灭表示OFF)

编码器V相编码器W相编码器U相编码器Z相编码器B相编码器A相

图6.5 编码器信号显示(笔划点亮表示ON,熄灭表示OFF)

[注9] 运行状态表示为:

“cn- oFF”:主电路未充电,伺服系统没有运行;

“cn- CH”:主电路已充电,伺服系统没有运行(伺服没有使能或存在报警);

“cn- on”:主电路已充电,伺服系统正在运行。

[注10] 报警显示”Err --“表示正常,无报警。

*-

6.3 参数设置

 须将0号参数设为315后,才能对其它参数进行修改。

参数设置立即生效,错误的设置可能使设备错误运转而导致事故。

在第1层中选择“PA-”,并按Enter键就进入参数设置方式。用↑、↓键选择参数号,按Enter键,显示该参数的数值,用↑、↓键可以修改参数值。按↑或↓键一次,参数增加或减少1,按下并保持↑或↓键,参数能连续增加或减少。参数值被修改时,最右边的LED数码管小数点点亮,按Enter键确定修改数值有效,此时右边的LED数码管小数点熄灭,修改后的数值将立刻反映到控制中,此后按↑或↓键还可以继续修改参数,修改完毕按←键退回到参数选择状态。如果对正在修改的数值不满意,不要按Enter键确定,可按←键取消,参数恢复原值,并退回到参数选择状态。

PA- 0PA- 1↓↑参数No.0参数No.1Enter : : : :PA- 98PA- 99参数No.98参数No.99↑ 1000.←↓Enter

图6.6 参数设置操作框图

6.4 参数管理

修改后的参数如未执行参数写入操作,掉电后参数不保存,修改无效。

参数管理主要处理内存和EEPROM之间操作,在第1层中选择”EE-“,并按Enter键就进入参数管理方式。首先需要选择操作模式,共有5种模式,用↑、↓键来选择。以”参数写入”为例,选择”EE-Set”,然后按下Enter键并保持3秒以上,显示器显示”StArt”,表示参数正在写入EEPROM,大约等待1~2秒的时间后,如果写操作成功,显示器显示“FInISH”,如果失败,则显示”Error”。再可按←键退回到操作模式选择状态。

*-

 EE-SEt 参数写入,表示将内存中的参数写入EEPROM的参数区。用户修改了参数,仅使内存中参数值改变了,下次上电又会恢复成原来的数值。如果想永久改变参数值,就需要执行参数写入操作,将内存中参数写入到EEPROM的参数区中,以后上电就会使用修改后的参数。

 EE-rd 参数读取,表示将EEPROM的参数区的数据读到内存中。这个过程在上电时会自动执行一次,开始时,内存参数值与EEPROM的参数区中是一样的。但用户修改了参数,就会改变内存中参数值,当用户对修改后的参数不满意或参数被调乱时,执行参数读取操作,可将EEPROM的参数区中数据再次读到内存中,恢复成刚上电的参数。

 EE-bA 参数备份,表示将内存中的参数写入EEPROM的备份区。整个EEPROM分成参数区和备份区两个区域,可以存储两套参数。系统上电、参数写入和参数读取操作使用EEPROM的参数区,而参数备份和恢复备份则使用EEPROM的备份区。在参数设置过程中,如果用户对一组参数比较满意,但还想继续修改,可以先执行参数备份操作,保存内存参数到EEPROM的备份区,然后再修改参数,如果效果变差,可以用恢复备份操作,将上次保存在EEPROM的备份区的参数读到内存中,然后可以再次修改或结束。另外,当用户设置好参数后,可以执行参数写入和参数备份两个操作,使EEPROM的参数区和备份区的数据完全一样,防止以后参数不慎被修改,还可以启用恢复备份操作,将EEPROM的备份区的数据读到内存中,再用参数写入操作,将内存参数写入到EEPROM的参数区中。

 EE-rS 恢复备份,表示将EEPROM的备份区的数据读到内存中。注意这个操作没有执行参数写入操作,下次上电时还是EEPROM的参数区的数据读到内存中。如果用户想使永久使用EEPROM的备份区的参数,还需要执行一次参数写入操作。

 EE-dEF 恢复缺省值,表示将所有参数的缺省值(出厂值)读到内存中,并写入到EEPROM的参数区中,下次电将使用缺省参数。当用户将参数调乱,无法正常工作时,使用这个操作,可将所有参数恢复成出厂状态。因为不同的驱动器型号对应的参数缺省值不同,在使用恢复缺省参数时,必须先保证驱动器型号(参数No.1)的正确性。

*-

EE-SEtEE- rd↓参数写入参数读取参数备份恢复备份恢复缺省值按下并保持3秒FInISH操作成功StArtError操作失败↑EE- bAEE- rSEE-dEFEnter←

图6.7 参数管理操作框图

系统上电 : EEPROM参数区 内存EE-SEtEE- rdEE- bAEE- rSEE-dEF参数写入 : 内存 EEPROM参数区参数读取 : EEPROM参数区 内存参数备份 : 内存 EEPROM备份区恢复备份 : EEPROM备份区 内存恢复缺省值 : 参数缺省值 内存, EEPROM参数区

图6.8 参数管理操作意义

注意

 建议速度试运行及JOG运行在电机空载时进行,防止设备意外事故。

 试运行进驱动器SON(伺服使能)须有效,CCW、CW驱动禁止须无效。

6.5 速度试运行

在第1层中选择”Sr-“,并按Enter键就进入试运行方式。速度试运行提示符为“S”,数值单位是r/min,系统处于速度控制方式,速度指令由按键提供,用↑、↓键可以改变速度指令,电机按给定的速度运行。

↑S 800↓

图6.9 速度试运行操作框图

*-

6.6 JOG运行

在第1层中选择”Jr-“,并按Enter键就进入JOG运行方式,即点动方式。JOG运行提示符为“J”,数值单位是r/min,系统处于速度控制方式,速度指令由按键提供。进入JOG操作后,按下↑键并保持,电机按JOG速度运行,松开按键,电机停转,保持零速;按下↓键并保持,电机按JOG速度反向运行,松开按键,电机停转,保持零速。JOG速度由参数No.21设置。

↑J 120↓

图6.10 JOG运行操作框图

6.7 其它

自动增益调整功能正在开发中,目前暂不提供。

编码器调零功能为电机厂家使用,用户请勿使用。

*-

第七章 通电运行

注意

驱动器及电机必须可靠接地,PE端子必须与设备接地端可靠连接。

建议驱动器电源经隔离变压器及电源滤波器提供,以保证安全性及抗干扰能力。

必须检查确认接线无误后,才能接通电源。

必须接入一个紧急停止电路,确保发生故障时,电源能立即停止。(参见图7.1)

驱动器故障报警诟,重新启动之前须确认故障已排除、SON信号无效。

驱动器及电机断电后至少5分钟内不得触摸,防止电击。

驱动器及电机运行一段时间后,可能有较高温升,防止灼伤。

7.1 电源连接

电源连接请参照图7.1,并按以下顺序接通电源:

1) 通过电磁接触器将电源接入主电路电源输入端子(三相接R、S、T,单相接R、S)。

2) 控制电路的电源r、t与主电路电源同时或先于主电路电源接通,如果仅接通了控制电路的电源,伺服准备好信号(SRDY)OFF。

3) 主电路电源接通后,约延时1.5秒,伺服准备好信号(SRDY)ON,此时可以接受伺服使能(SON)信号,检测到伺服使能有效,驱动器输出有效,电机激励,处于运行状态。检测到伺服使能无效或有报警,基极电路关闭,电机处于自由状态。

4) 当伺服使能与电源一起接通时,基极电路大约在1.5秒后接通。

5) 频繁接通断开电源,可能损坏软启动电路和能耗制动电路,接通断开的频率最好限制在每小时5次,每天30次以下。如果因为驱动器或电机过热,在将故障原因排除后,还要经过30分钟冷却,才能再次接通电源。

紧急停止NFBMCOFFRAONMCMCSK三相或单相AC 220V噪声滤波器RSTrtRAALMDG24V伺服驱动器

图7.1 电源接线图

*-

电源接通时序及报警时序:

控制电路电源伺服报警输出(ALM)主电路电源伺服准备好输出(SRDY)伺服使能输入(SON)伺服电机激励<1.5S10mS内响应<1S<10mS<10mS

图7.2 电源接通时序图

控制电路电源伺服报警输出(ALM)主电路电源伺服准备好输出(SRDY)报警清除(ALRS)伺服使能输入(SON)伺服电机激励报警后必须可靠地关断<10mS10mS内响应>50mS<10mS<1.5S

图7.2 报警时序图

7.2 试运行

1) 运行前的检查

在安装和连线完毕之后,在通电之前先检查以下几项:

 电源端子TB接线是否正确、可靠输入电压是否正确?

 电源线、电机线有无短路或接地?

 编码器电缆连接是否正确?

 控制信号端子是否已连接准确?电源极性和大小是否正确?

 驱动器和电机是否已固定牢固?

 电机轴是否末连接负载?

2) 通电试运行

A:试运行方式

(1) 连接CN1,使输入控制信号:伺服使能(SON)OFF,CCW驱动FSTP)ON,

*-

CW驱动禁止(RSTP)ON。

(2) 接通控制电路电源(主电路电源暂时不接),驱动器的显示器点亮,如果有报警出现,请检查连线。

(3) 将控制方式选择(参数No.4)设置为速度试运行方式(设置为2)。

(4) 接通主电路电源。

(5) 确认没有报警和任何异常情况后,使伺服使能(SON)ON,这时电机激励,处于零速状态。

(6) 通过按键操作,进入速度试运行操作状态,速度试运行提示符为“S“,数值单位是r/min,系统处于速度控制方式,速度指令由按键提供,用 ↑ ↓ 键改变速度指令,电机应按给定的速度运转。

B:JOG(点动)运行

(1) 连接CN1,使输入控制信号:伺服使能(SON)OFF,CCW驱动禁止(FSTP)ON,CW驱动禁止(RSTP)ON。

(2) 接通控制电路电源(主电路电源暂时不接),驱动器的显示器点亮,如果有报警出现,请检查连线。

(3) 将控制方式选择(参数No.4)设置为JOG运行方式(设置为3)。

(4) 接通主电路电源。

(5) 确认没有报警和任何异常情况后,使伺服使能(SON)ON,这时电机激励,处于零速状态。

(6) 通过按键操作,进入JOG运行操作状态,JOG运行提示符为“J”,数值单位是r/min,系统处于速度控制方式,速度大小、方向由参数No.21参数确定的速度和方向运转,按↑电机按No.21参数确定的速度和方向运转,按↓键电机按给定的速度反运转。

C:位置方式运

(1) 连接CN1,使输入控制信号:伺服使能(SON)OFF,CCW驱动禁止(FSTP)ON,CW驱动禁止(RSTP)ON。

(2) 接通控制电路电源(主电路电源暂时不接),驱动器的显示器点亮,如果有报警出现,请检查连线。

(3) 将控制方式选择(参数No.4)设置为位置运行方式(设置为0),根据控制器输出信号方式设置参数No.14,并设置合适的电子齿轮比(No.12、No.13)。

(4) 接通主电路电源。

(5) 确认没有报警和任何异常情况后,使伺服使能(SON)ON,这是电机激励,处于零速状态。

(6) 操作位置控制器输出信号至驱动CN1-6、18、7、19脚,使电机按指令运转。

D:速度运行方式

(1) 连接CN1,使输入控制信号:伺服使能(SON)、速度选择1(SC1)、GKYATFRC2(SC2)OFF,CCW驱动禁止(FSTP)ON,CW驱动禁止(RSTP)ON。

(2) 接通控制电路电源(主电路电源暂不接),驱动器的显示器点亮,如果有报警出现,请检查连线。

(3) 将控制方式选择(参数No.4)设置为速度运行方式(设置为1),根据需要设置速度参数No.24~27。

(4) 接通主电路电源。

(5) 确认没有报警和任何异常情况后,使伺服使能(SON)ON,这时电机激励,处于内部速度1运行状态。

(6) 改变输入信号SC1、SC2状态,使电机按设定的速度运转。

*-

7.3 调整

注意

 错误的参数设置可能导致设备故障和意外,启动前应确认参数的正确性。

 建议先进行空载调试后,再作负载调试。

1) 基本增益调整

 速度控制

(1) 先按上面方法,设置合适的[速度比例增益]和[速度积分时间常数]。

(2) [位置前馈增益](参数No.10)设置为0%。

(3) [位置比例增益](参数No.9)的设定值,在稳定范围内,尽量设置的较大。[位置比例增益]设置的太大时,位置指令的跟踪特性好,滞后误差小,但是在停止定位时,容易产生振汇。

(4) 如果要求位置跟踪特性特别高时,可以增加[位置前馈增益]设定值。但如果太大,会引起超调。

【注1】[位置比例增益]设定的较小时,系统处于稳定状态,但是位置跟踪特性变差,滞后误差偏大,为了使用较高的[位置比例增益],可以增加[加减速时间常数](参数No.7)设定值,避免超调。

【注2】增加[位置前馈增益]的设定值时,当系统不稳定的时候,可以增加[加减速时间常数]设定值,避免超调。

【注3】[位置比例增益]的设定值可以参考下表

刚度

低刚度

中刚度

高刚度

[位置比例增益]

10~20/S

30~50/S

50~70/S

2) 基本参数调整图

3) 位置分辨率和电子齿轮的设置

位置分辨率(一个脉冲行程△l)决定于伺服电机每转行程△S与编码器每转反馈脉冲Pt ,可以用下式表示

△S

△l= ——

Pt

式中,

△l:一个脉冲地程(mm);

△S:伺服电机每转行程(mm/转);

Pt:编码器每转反馈脉冲数(脉冲/转)。

因为系统中有四倍频电路,所以Pt=4×C,C为编码器每转线数。本系统中,C=2500线/转,所以Pt=10000脉冲/转。

指令脉冲要乘上电子齿轮比G后才转化为位置控制脉冲,所以一个指令脉冲行程△l表示为

△S

△l*= ——×G

*-

Pt

指令脉冲分频分子

式中,G=

指令脉冲分频分母

4) 启停特性调整

伺服系统启停特性即加减速时间,由负载惯量及启动、停止频率决定,也受伺服驱动器和伺服电机性能的限制,频繁的启停、过短的加减速时间、负载惯量太大会导致驱动器和电机过热、主电路过压报警必须根据实际情况进行调整。

(1) 负载惯量与启停频率

用于启动、停止频率高的场合,要事先确认是否在允许的频率范围内。允许的频率范围随电机种类、容量、负载惯量、电机转速的不同而不同。在负载惯量为m倍电机惯量的条件下,伺服电机所允许的启停频率及推荐加减速时间(参数 No.7)如下:

负载惯量倍数

m≤3

m≤5

m>5

允许的启停频率

>100次/分钟:加减速时间60mS或更少

60~100次/分钟:加减速时间150mS或更少

<60次/分钟:加减速时间150mS以上

(2) 伺服电机的影响

不同型号伺服电机所允许的启停频率及加减速时间随负载条件、运行时间、占载率、环境温度等因素而不同,请参考电机说明书、根据具体情况进行调整,避免因过热而报警或影响使用寿命。

(3) 调整方法

一般负载惯量应在电机转子惯量5倍以内,在大负载惯量下使用,可能会经常发生在减速速时主电路过电压或制动异常,这时可以采用下面方法处理:

 增加加减速时间(参数No.7),可以先设得大一点,再逐步降低至合适值。

 减小内部转矩限制值(参数No.34,No.35),降低电流限制值。

 降低电机最高转速(参数No.23)。

 安装外加的再年装置。

 更换功率、惯量大一点的电机。

第八章 产品规格

伺服驱动器必须与伺服电机配套选购,本书按配套华中STZ系列

注意 伺服电机描述,用户需选配其它厂家伺服电机,请在订货时说明。

8.1 驱动器规格

表8.1 伺服驱动器规格

驱动器型号 DA98-04 DA98-06

0.6

110STZ2-DA98-08

0.8

110STZ4-DA98-10

1.0

110STZ5-DA98-12

1.2

110STZ4-DA98-14

1.4

130STZ7-DA98-15

1.5

130STZ5-输出功率(KW) 0.4

适用电机型号 110STZ2-

*-

1-HM

输入电源

使用温度

环境

湿度

振动

控制方法

再生制动

速度频率响应

速度波动率

调速比

脉中频率

控制输入

控制输出

位置控制

速度控制

加减速功能

监视功能

保护功能

操作

适用负载惯量

重量

尺寸

2-HM

1-HM

1-HM

130STZ5-1-HM

2-HM

130STZ6-1-HM

5-HM

130STZ1-0-1-HM

1-HM

单相或三相AC220V

-15~+10% 50/60Hz

小于90%(无结露)

三相AC220V

-15~+10% 50/60Hz

工作:0~55℃ 存贮:-20℃~80℃

小于0.5G(4.9m/S2),10~60 Hz(非连续运行)

①位置控制 ②速度控制 ③速度试运行 ④JOG运行

内置

200 Hz或更高

特性

<±0.03(负载0~100%):<±0.02(电源-15~+10%)

(数值对应于额定速度)

1:5000

≤kHz

① 伺服使能 ②报警清除 ③CCW驱动禁止 ④CW驱动禁止

② 偏差计数器清零/速度选择1 ⑥指令脉冲禁止速度选择2

⑦CCW转矩限制 ⑧CW转矩限制

①伺服准备好输出 ②伺服报③定位完成输出/速度到达输出

输入方式

电子齿轮

反馈脉冲

①脉冲+符号 ②CCW脉冲/CW脉冲 ③两相A/B正交脉冲

1~32767/1~32767

10000脉冲/转

4种内部速度

参数设置1~10000mS/1000r/min

转速、当前位置、指令脉冲积累、位置偏差、电机转矩、电机电流、直线速度、转子绝对位置、指令脉冲频率、运行状态、输入输出端子信号等

超速、主电源过压欠压、过流、过载、制动异常、编码器异常、控制电源异常、位置超差等

6位LED

小于电机惯量的5倍

2.8Kg

244×163×92mm(外形参见图2.1)

8.2 伺服电机规格

1) 产品简介

华中理工大学新型电机厂生产的STZ系列三相交流永磁同步伺服电机具有以下技术特点:

√ 采用新型衡土材料,输出功率大。

*-

√ 电机低速特性好,调速比>1:10000。

√ 介电强度和绝缘电阻高,使用安全。

√ 过载能力强,瞬间转矩可达额定转矩的八倍。

2) 端子说明

(1) 电机绕组

电机绕组原理图如下:

A、B、C为绕组引出端:T1、T2为温度保护器引出端(常闭触点、报警时开路)。引出方式:P型7芯插座。

表8.2电机接线表

引脚

记号

1

PE

2

A

3

B

4

C

5

T1

6

T2

(2) 编码器端子

光电编码器引出方式:P型19芯插座。

表8.3编码器接线表

引脚

记号

1 2 3

A

6

A

4

B

7

B

5

Z

8

Z

9

U

12

U

10

V

13

V

11

W

14

W

19

PE

Vcc

GND

(3) 规格

表8.4部分电机规格

电机型号

(新型号)

旧型号 功率

(KW)

HD2-1-C

HD2-2-C

HD4-1-C

HD4-2-C

HD5-1-C

HD6-1-C

HD5-1-C

HD5-2-C

0.4

0.6

0.8

1.2

1.0

1.2

1.0

1.5

额定

电流

(A)

110STZ2-1-HM

110STZ2-2-HM

110STZ4-1-HM

110STZ4-2-HM

110STZ5-1-HM

110STZ6-1-HM

130STZ5-1-HM

130STZ5-2-HM

130STZ7.5-1-HM

130STZ10-1-HM

2.5

4

3

5

4

4.5

4

5.5

5.5

5.5

零速

转矩

(Nm)

2

2

4

4

5

6

5

5

7.5

10

额定

转速

(rpm)

2000

3000

2000

3000

2000

2000

2000

3000

2000

1500

5.4×10-4

5.4×10-4

9.1×10-4

9.1×10-4

1.1×10-3

1.29×10-3

2.0×10-3

2.0×10-3

2.8×10-3

2.8×10-3

转子惯量(Kg.m2)

机械时间常数(MS)

12.6

12.6

5.9

5.9

6.0

6.6

10

10

6.0

5.0

300

11

11

14

14

15

17

15

15

18

20

电压

(VDC)

重量

(Kg)

HD7.5-1-C 1.4

HD10-1-C 1.4

4)外形尺寸

(1) 110机座号伺服电机外形图

零速转矩(Nm)

D(mm)

L(mm)

2

19

194

4

19

232

5

22

251

6

22

270

(2) 130机座号伺服电机外形图

*-

零速转矩(Nm)

L(mm)

8.3隔离变压器

5

200

7.5

225

10

250

注意

 建议由隔离变压器给驱动器供电,养活电击和受电源电磁场干扰的可能性。

 0.8KW及以下驱动器可以采用单相供电0.8KW以上必须彩三相供电.

我厂提供以下几款隔离变压器供用户选配,用户应参照伺服电机功率和实际负荷率选购。

表8.5 隔离变压器规格

型号

BS—120

BS—200

BD—80

BD--120

第九章 订货指导

9.1容量选择

伺服系统容量的确定,必须综合考虑负荷惯量、负荷转矩、要求的定位精度、要求的最高速度,建议按下述步骤考虑:

1) 计算负荷惯量和转矩

参照有关资料计算出负荷惯量、负荷转矩、加减速转矩、有效转矩,作为下一步选择的依据。

2) 初步确定机械齿轮比

根据要求的最高速度和电机的最高转速计算出最大机械减速比,用此减速比和电机的最小回转单位核算能否满足最小位置单位的要求,如果位置精度要求较高,可增大机械减速比(实际最高速度降低)或选用转速更高的电机。

3) 核算惯量和转矩

用机械减速比把负荷惯量和负荷转矩折算到电机轴上,折算出的惯量应不大于电机转子惯量的5倍,折算出的负荷转矩、有效转矩应不大于电机额定转矩。如果不能满足上述要求,可采取增大机械减速比(实际最高速度降低)或选用容量更大的电机。

9.2电子齿轮比

电子齿轮比G的意义、调整方法请参阅第四章(表4.2参数功能)、第六章(6.3参数设置)、第七章(7.3调整)。

位置控制方式下,负载实际速度为:

指令脉冲速度×G×机械减速比。

位置控制方式下,负载实际最小位移为:

最小指令脉冲行程×G×机械减速比。

〖注〗当电子齿轮比G不为1时,进行齿轮比除法运算可能会有余数,此时会存在位置偏差,最大偏差为电机的最小转动量(最小分辨率)。

9.2 停止特性

位置控制方式下用脉冲串控制伺服电机时,指令脉冲与反馈脉冲之间有一个差值,叫滞后脉容量(KVA)

1.2

2.0

0.8

1.2

相数

3相

380

单相

220

输入电压(V) 输出电压(V)