交流伺服与变频技术项目4.ppt

项目四、交流伺服的连接技术项目四、交流伺服的连接技术任务一、掌握主回路连接技术任务一、掌握主回路连接技术一一.伺服驱动系统组成伺服驱动系统组成 参见参见P52、图、图4-1。硬件组成硬件组成=基本装置基本装置（必须有）（必须有）+选件（可以有）选件（可以有）v基本装置：基本装置：驱动器驱动器+电机电机+电缆电缆v选件：选件：主接触器、主接触器、DC电抗器、滤波器、制动电阻。电抗器、滤波器、制动电阻。v连接图连接图控制回路控制回路主主回回路路v器件及作用器件及作用r进线断路器进线断路器主回路短路保护用（正规产品上主回路短路保护用（正规产品上必须加必须加）；）；可选用通用产品。可选用通用产品。r 进线主接触器进线主接触器 一般需要安装。一般需要安装。原因：原因：主回路需要单独控制通主回路需要单独控制通/断断；驱动器故障时不能加入主电源。驱动器故障时不能加入主电源。r 滤波器：滤波器：消除干扰，可以不使用；消除干扰，可以不使用；r 直流电抗器：直流电抗器：抑制高次谐波，可以不使用；抑制高次谐波，可以不使用；r 制动电阻：制动电阻：提高制动能力，提高制动能力，根据需要选用。根据需要选用。二二、主回路连接主回路连接v主回路主回路主电源：产生驱动器的直流母线电压；主电源：产生驱动器的直流母线电压；控制电源：产生驱动器内部控制电压。控制电源：产生驱动器内部控制电压。v连接要点连接要点主电源连接到主电源连接到L1/L2/L3；控制电源连接到控制电源连接到L1C/L2C；电机连接到电机连接到U/V/W；主电源通过主接触器控制；主电源通过主接触器控制；先加控制电源，再加主电源；驱动器故障触点应串先加控制电源，再加主电源；驱动器故障触点应串联到主接触器通断控制回路。联到主接触器通断控制回路。v 典型电路典型电路（参见参见P54，图图4-3）控制主电源控制主电源主电源通断主电源通断故障触点故障触点v 主电源通主电源通/断控制断控制控制电源控制电源L1C/L2C故障触点故障触点ALM+/-主电源主电源L1/L2/L3 优点：优点：1.驱动器故障时，主电源不能加入；2.故障触点断开时，可断开主电源、保留控制电源。想一想：想一想：为什么要这样？为什么要这样？v 输入要求输入要求 AC200V：额定额定AC200/230V+10%-15%200V-15%=170V；230V+10%=253V；AC200V的输入范围为：的输入范围为：AC170253 V AC400V：额定额定380/480V+10%-15%380V-15%=323V；480V+10%=528V；AC400V的输入范围为：的输入范围为：AC325528 V 频率频率用户改变不了，不要考虑。用户改变不了，不要考虑。故障触点只能驱动故障触点只能驱动DC30V/50mA，所以，要加中，所以，要加中间继电器间继电器。三、元器件选择三、元器件选择r 断路器断路器 3相断路器额定电流计算方法：I e=（1.52）Se/1.732 U e I e ：断路器额定电流（A）；S e ：驱动器输入容量（VA）；U e ：输入线电压（V）；注意：注意：驱动器容量驱动器容量 电机功率电机功率 输入容量参见输入容量参见P48表表3-5。r 主接触器主接触器 额定电流的计算同断路器；额定电流的计算同断路器；线圈电压按线圈电压按控制电路控制电路的电压要求选择。的电压要求选择。【例例】某设备配套有SGDV-7R6A01A驱动器，试设计驱动器主回路，并选择断路器与主接触器。解：解：1.线路：线路：画上标准电路。2.驱动器额定输入电流计算：驱动器额定输入电流计算：从P48表3-5查得，SGDV-7R6A01A驱动器的输入容量为2.3kVA，断路器的额定电流I e可计算如下：I e=（1.52）Se/1.732 U e=9.9613.28A3.断路器与主接触器选择断路器与主接触器选择根据断路器的额定电流系列，可选择10A标准规格，如DZ47-63/3P-10A等。根据接触器的额定电流系列，可选择12A标准规格，如CJX1-12/22等。练一练练一练：1.驱动器主回路安装断路器的目的是驱动器主回路安装断路器的目的是（）A.控制驱动器启停控制驱动器启停 B.控制主电源通断控制主电源通断C.主回路短路保护主回路短路保护 D.主回路欠压保护主回路欠压保护2.驱动器主回路安装接触器的目的是驱动器主回路安装接触器的目的是（）A.控制驱动器启停控制驱动器启停 B.控制主电源通断控制主电源通断C.主回路短路保护主回路短路保护 D.主回路欠压保护主回路欠压保护3.以下对驱动器主电源、控制电源的控制要求描述以下对驱动器主电源、控制电源的控制要求描述正确的是正确的是 （）A.控制电源先加入控制电源先加入 B.主电源通断用故障触点控制主电源通断用故障触点控制C.主电源先加入主电源先加入 D.控制电源控制电源通断用故障触点控制通断用故障触点控制 4.额定电压为额定电压为3AC200/230V的驱动器，其输入电压的驱动器，其输入电压允许的范围为允许的范围为（）A.200230V B.170264V C.180264V D.170253V 5.额定电压为额定电压为3AC380/480V的驱动器，的驱动器，其输入电压其输入电压允许的范围为允许的范围为（）A.380480V B.323552V C.323528V D.342528V 6.以下对驱动器故障触点使用描述正确的是以下对驱动器故障触点使用描述正确的是（）A.只能连接直流负载只能连接直流负载 B.不能超过不能超过DC50mA C.应串联到主接触器线圈回路应串联到主接触器线圈回路 D.正常时接通正常时接通综合训练综合训练：7.假设某数控车床配套的假设某数控车床配套的X轴伺服电机为轴伺服电机为SGMSV-10ADA、Z轴伺服电机为轴伺服电机为SGMSV-20ADA。试：。试：（1）选择）选择X、Z轴的伺服驱动器型号；轴的伺服驱动器型号；（2）设计驱动器的主回路电路草图；）设计驱动器的主回路电路草图；（3）选择断路器与主接触器。）选择断路器与主接触器。任务二任务二、掌握控制回路连接技术掌握控制回路连接技术想一想：想一想：电机的控制有何要求？电机的控制有何要求？需要向电机提供电能。需要向电机提供电能。主回路主回路（交（交-直直-交变流）。交变流）。能够控制电机运行。能够控制电机运行。外部提供控制信号，一般为开关量输入外部提供控制信号，一般为开关量输入（触点），触点），称称DI信号信号（Data Inputs）。能够检查驱动器状态。能够检查驱动器状态。输出运行状态信号，一般为开关量输出输出运行状态信号，一般为开关量输出（触点），触点），称称DO信号信号（Data Outputs）。能够改变电机转速、位置。能够改变电机转速、位置。外部提供脉冲信号，称外部提供脉冲信号，称给定给定信号。信号。能够检测实际速度、位置。能够检测实际速度、位置。输入速度位置测量信号，称输入速度位置测量信号，称反馈反馈信号。信号。任务二任务二、掌握控制回路连接技术掌握控制回路连接技术想一想：想一想：电机的控制有何要求？电机的控制有何要求？需要向电机提供电能。需要向电机提供电能。主回路主回路（交（交-直直-交变流）。交变流）。能够控制电机运行。能够控制电机运行。外部提供控制信号，一般为开关量输入外部提供控制信号，一般为开关量输入（触点），触点），称称DI信号信号（Data Inputs）。能够检查驱动器状态。能够检查驱动器状态。输出运行状态信号，一般为开关量输出输出运行状态信号，一般为开关量输出（触点），触点），称称DO信号信号（Data Outputs）。能够改变电机转速、位置。能够改变电机转速、位置。外部提供脉冲信号，称外部提供脉冲信号，称给定给定信号。信号。能够检测实际速度、位置。能够检测实际速度、位置。输入速度位置测量信号，称输入速度位置测量信号，称反馈反馈信号。信号。一、一、DI/DO信号与连接信号与连接1.DI信号与连接信号与连接v 常用的常用的DI信号：信号：r 伺服使能（伺服使能（S-ON）连接端：连接端：出厂设定为CN1-40（可以改变）（可以改变）作用：作用：控制输出，信号控制输出，信号ON，逆变管开放，电机通电。，逆变管开放，电机通电。r 正正/反转禁止（反转禁止（*P-OT/*N-OT）连接端：连接端：出厂设定为CN1-42/43（可以改变）（可以改变）作用：作用：禁止某一方向的运动，可用于超程控制。禁止某一方向的运动，可用于超程控制。信号名称前的信号名称前的“*”，代表，代表常闭输入常闭输入，即：正常时，即：正常时应应ON；输入输入OFF时，禁止正时，禁止正/反转反转。要点：要点：DI信号应连接到CN1-4046；信号功能只能在驱动器规定的范围内选择，但可以不使用。连接端连接什么信号，可通过参数的设定选择，称为“多功能DI”。v DI信号的连接信号的连接r 对输入的要求：对输入的要求：可以是可以是触点触点或或电子触点电子触点（晶体管输出）；（晶体管输出）；驱动能力：驱动能力：DC24V/50mA；工作电流：工作电流：715mA;信号状态：信号状态：3.5mA，ON；1.5mA，OFF。r 触点信号的连接（触点信号的连接（参见参见P65，图图4-16）公共输入驱动公共输入驱动电源，必须连电源，必须连接接DC24V输入输入连接连接DI信号，信号，可以根据要求可以根据要求选择或不连选择或不连输入触点输入触点信号ON时，输入的电流为大？触点的接触电阻最大不能超过多少？算一算：算一算：信号ON时，输入的电流为大？触点的接触电阻最大不能超过多少？参考答案：参考答案：（1）ION=（24-0.5）/3.3=7.12（mA）（2）保证信号ON最大允许的电阻：Rmax=（24-0.5）/3.5=6.7（k）触点最大接触电阻：R=6.7-3.3=3.4（k）r 电子触点的连接（电子触点的连接（参见参见P65，图图4-17）公共输入驱动公共输入驱动电源，必须连电源，必须连接接DC24V输入输入连接连接DI信号，信号，可以根据要求可以根据要求选择或不连选择或不连 NPN集电极开路输出集电极开路输出 可直接连接NPN集电极开路输出信号输出驱动电流多大？接何种接近开关？DC24V/20mA,NPN集电极开路集电极开路2.DO信号与连接信号与连接v 常用常用DO信号信号r 报警（报警（ALM）连接端：连接端：出厂设定为CN1-31/32（不能改变！）（不能改变！）作用：作用：驱动器故障时输出OFF；正常输出ON。r 准备好（准备好（S-RDY）连接端：连接端：出厂设定为CN1-29/30（可以改变）（可以改变）作用：作用：驱动器正常时输出ON，报警或初始化时输出OFF。r 定位完成（定位完成（CONI）连接端：连接端：出厂设定为CN1-25/26（可以改变）（可以改变）作用：作用：位置到达允差范围时ON，运动或位置未到达时OFF。要点：要点：DO信号应连接到CN1的规定端（见P55图4-5）；信号功能只能在驱动器规定的范围内选择，但可以不使用。连接端连接什么信号，可通过参数的设定选择，称为“多功能DO”。v DO信号的连接信号的连接r 输出规格：输出规格：CN1-25/26、31/32：2点，光耦独立输出；光耦独立输出；CN1-37/38/39：3点，晶体管NPN集电极开路输出、带公共0V端，公共端CN1-1（连接0V）。驱动能力：光耦驱动能力：光耦DC530V/50mA；晶体管输出：晶体管输出：DC530V/20mA。q 连接电路连接电路 光耦输出光耦输出（参见参见P62，图图4-10）CN1-25(CONI+)CN1-31(ALM+)二极管极性不能错二极管极性不能错电流方向不能错电流方向不能错CN1-32(ALM-)CN1-26(CONI-)0V端可独立、也可互连端可独立、也可互连 NPN集电极开路输出集电极开路输出（参见参见P62，图图4-11）输出端连接负载输出端连接负载公共端连接电源公共端连接电源0V二极管极性不能错二极管极性不能错SGALO1ALO33.输入脉冲的连接输入脉冲的连接r 作用：作用：位置控制时的位置给定输入。位置控制时的位置给定输入。r 连接端：连接端：规定为规定为CN1-7/8、CN1-11/12（不可改变）（不可改变）r 输入要求：输入要求：DC512V/520mA 高电平：高电平：大于大于3.7V；低电平：；低电平：小于小于2.8V。r 连接电路连接电路（参见参见P63，图图4-12）:线驱动输出、直接连接线驱动输出、直接连接CN1-7CN1-8集电极开路信号集电极开路信号要加限流电阻要加限流电阻电流方向不能错电流方向不能错ON压降不能压降不能超过超过1.5V要点：要点：R1的计算的计算计算式：计算式：5mAVCC-（1.5+0.5）/R120mAVCC=5V:R1=0.150.6 kVCC=12V:R1=0.52 kVCC=24V:R1=1.14.4 k使用驱动器的使用驱动器的DC12V电源驱动电源驱动1.可以为可以为“无源无源”信号；信号；2.ON压降不能压降不能超过超过1.5V CN1-3/13/18电流方向不能错电流方向不能错 CN1-1/2要连接要连接0V端端4.电机编码器的连接电机编码器的连接r 作用：作用：位置、速度检测信号。位置、速度检测信号。r 连接端：连接端：专用连接器专用连接器（不可改变）（不可改变）r 输入要求：输入要求：安川串行数据总线输入安川串行数据总线输入r 连接电路连接电路（参见参见P64，图图4-15）:连接端不能改变连接端不能改变使用双绞屏蔽线使用双绞屏蔽线另一种连接器：另一种连接器：4 C 5 D 6 H 3 G FG J5.编码器信号输出编码器信号输出r 作用：作用：供给上级控制装置的位置、速度反馈信号。供给上级控制装置的位置、速度反馈信号。r 连接端：连接端：CN1-33/34、CN1-35/36、CN1-19/20r 输出规格：输出规格：DC5V线驱动（线驱动（A/B相差分脉冲相差分脉冲+零脉冲零脉冲C）r 连接电路连接电路（参见参见P64，图图4-14）:上级控制器为线驱动接口上级控制器为光耦接口练一练练一练：1.伺服驱动器伺服驱动器DI信号具有的特点是信号具有的特点是（）A.功能可通过参数定义功能可通过参数定义 B.输入连接方式可变输入连接方式可变C.输入电流可调输入电流可调 D.输入电压可变输入电压可变2.伺服驱动器伺服驱动器DO信号具有的特点是信号具有的特点是（）A.功能可通过参数定义功能可通过参数定义 B.输出连接方式可变输出连接方式可变C.输出电流可调输出电流可调 D.输出形式可选输出形式可选3.V驱动器驱动器DI输入公共端的电压为输入公共端的电压为（）A.DC5V B.DC12V C.DC24V D.AC200V 4.V驱动器驱动器DO输出的形式有输出的形式有 （）A.继电器触点继电器触点 B.PNP集电极开路集电极开路 C.光耦输出光耦输出 D.NPN集电极开路集电极开路 5.V驱动器驱动器DI可直接连接的信号为可直接连接的信号为（）A.按钮按钮 B.NPN集电极开路输出接近开关集电极开路输出接近开关C.继电器触点继电器触点 D.PNP集电极开路输出接近开关集电极开路输出接近开关6.V驱动器对驱动器对DI信号的驱动能力要求为信号的驱动能力要求为（）A.DC30V/20mA B.DC30V/50mA C.DC24V/20mA D.DC24V/50mA 7.V驱动器光耦输出的驱动能力为驱动器光耦输出的驱动能力为（）A.DC30V/20mA B.DC30V/50mA C.DC24V/20mA D.DC24V/50mA 8.V驱动器晶体管输出的驱动能力为驱动器晶体管输出的驱动能力为（）A.DC30V/20mA B.DC30V/50mA C.DC24V/20mA D.DC24V/50mA9.V驱动器的位置给定是否可使用驱动器的位置给定是否可使用PNP集电极开路集电极开路输出的脉冲信号？如能够，画出其连接电路草图。输出的脉冲信号？如能够，画出其连接电路草图。参考答案：参考答案：答：能够。参考电路如下：答：能够。参考电路如下：要点：要点：能提供驱动电流、保证频率的信号都可用。能提供驱动电流、保证频率的信号都可用。任务三任务三、识读伺服系统工程图识读伺服系统工程图 本书执行 DIN40900 标准。阅读教材阅读教材P69P75，回答以下问题：回答以下问题：1.为什么要有边框？为什么要有边框？2.这个代表什么？这个代表什么？3.PE代表代表什么？什么？4.各代表什么器件？代号下的数据代表什么？各代表什么器件？代号下的数据代表什么？5.两者有什么区别？两者有什么区别？电电流流不不能能调调节节，只只能能短短路路保保护护电电流流可可调调节节，能能保保护护短短路路、过过载载6.为什么这样用？为什么这样用？7.这个是什么？这个是什么？8.这些数这些数字何用？字何用？10.这个有这个有何用？何用？9.这些数这些数字何用？字何用？线号的使用与说明：线号的使用与说明：线号：线号：为了便于连接、检查为了便于连接、检查所做的标记。基本要求如下：所做的标记。基本要求如下：导线上的同一连接点不论连导线上的同一连接点不论连接多少条线，都只能使用同一接多少条线，都只能使用同一个编号。个编号。不同的连接点，不允许使用不同的连接点，不允许使用相同编号。相同编号。除了直接与电源进线的导线除了直接与电源进线的导线编号为编号为nL1/nL2/nL3、直流电直流电源为源为n L+/n L-外，其余可自由。外，其余可自由。对能够清晰反映连接关系的对能够清晰反映连接关系的导线，可不使用线号（见图）。导线，可不使用线号（见图）。允允许许用用元元器器件件上上的的标标志志代代替替线线号号11.总开关Q1接通后，哪些部分被直接通电？1 2 3 1.变频器；2.CNC电源；3.DC24V控制电源。4.伺服驱动器控伺服驱动器控制电源；制电源；5.AC220V控制控制电源；电源；6.AC24V照明。照明。4 5 6 12.驱动器的主电源何时加入？主电源需要KM10接通后加入。KM10接通条件：接通条件：1.急停急停S1未按下未按下2.变频器无故障变频器无故障3.X/Z轴未超程轴未超程4.断路器未动作断路器未动作主接触器主接触器用启动按用启动按钮钮S2接通接通 1 2 3 4 13.驱动器连接了哪些输入、输出信号？1 2 1 2输入信号：输入信号：1.指令脉冲；指令脉冲；2.伺服伺服ON。输出信号：输出信号：1.零脉冲；零脉冲；2.报警。报警。要点要点：CNC和和SV的的I/O信号互连信号互连1.1个控制装置的个控制装置的输出输出可以、并只能可以、并只能作为另一控制装置的作为另一控制装置的输入输入，反之亦然。，反之亦然。2.必须保证必须保证I/O信号能够形成信号能够形成电流回路。电流回路。3.驱动器报警时，驱动器报警时，CNC必须停止。必须停止。驱动器的报警输出，作为驱动器的报警输出，作为CNC报警输入。报警输入。4.CNC没有准备好，驱动器不能工作。没有准备好，驱动器不能工作。CNC的准备好信号，作为驱动器伺服使能信号。的准备好信号，作为驱动器伺服使能信号。5.CNC需要执行回参考点操作。需要执行回参考点操作。驱动器的零脉冲信号需要输出到驱动器的零脉冲信号需要输出到CNC。注意：注意：标准电缆连接简单，但没有通过驱动器报警标准电缆连接简单，但没有通过驱动器报警信号互锁主接触器，信号互锁主接触器，可靠性存在一定的隐患！可靠性存在一定的隐患！驱动器输出驱动器输出CNC输入输入0V线必须互连，才能使线必须互连，才能使CNC输入电流形成回路！输入电流形成回路！v 驱动器报警信号连接驱动器报警信号连接（参见参见P74，图图4-28）驱动器输入驱动器输入CNC输出输出必须互连，才能使驱动器输入电流形成回路！必须互连，才能使驱动器输入电流形成回路！v 驱动器驱动器SON信号连接信号连接（参见参见P75，图图4-29）驱动器输出驱动器输出CNC输入输入线驱动输出必须成对连接！线驱动输出必须成对连接！保证输入驱动电流足够！保证输入驱动电流足够！v 驱动器零脉冲信号连接驱动器零脉冲信号连接（参见参见P75，图图4-30）v 明细表编写明细表编写（参见参见P76，图图4-31）要点：要点：要包括产品的全部信息。要包括产品的全部信息。标题栏标题栏部件分组，如：00：总图；10：床身；20：主轴；90：电气等。类别，一般分如下三类：基本件：企业生产、制造的零部件（注明图纸的名称）；标准件：批量采购的通用零件，如；螺栓、螺母、垫圈、接头等；外购件：需要专门采购的零部件。v 内容栏内容栏图号：基本件：图纸编号标准件：国标编号外购件：器件代号图纸或器件的名称图纸幅面或器件的详细型号图纸的张数或器件数量参数、生产厂家等附加说明