凯奇伺服用户手册.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流凯奇伺服用户手册.精品文档.1.HA系列交流伺服简介HA系列数字式交流永磁同步电机伺服驱动器(以下简称伺服驱动器)采用了国际上先进的DSP芯片(数字信号处理器)对电机的位置、转速、转矩进行数字化智能控制。该伺服驱动器不仅可靠性高、性能优异,而且可以通过设定用户参数,对系统进行任意组态。例如:可以组成位置控制系统、速度控制系统、转矩控制系统等。1.1 HA系列交流伺服的使用方法1.1.1 速度控制方式速度控制方式的伺服驱动器标准使用方法,如下图所示:如上图所示,在上位机侧组成位置控制环。在上位机中,进行位置指令和位置反馈的比较操作,即进行位置环
2、调节的计算,输出模拟速度指令给伺服驱动器。伺服驱动器接收上位机的模拟速度指令,进行速度环控制。在这种控制方式下,上位机的位置反馈可以是伺服驱动器输出的电机编码器信号,也可以是安装在机械上的直线位置测量信号(例如光栅尺、磁栅尺、感应同步器等),即可以组成位置全闭环系统。1.1.2 位置控制方式位置控制方式的伺服驱动器标准使用方法,如下图所示:上位机进行完定位及插补计算后,将位置指令以脉冲串的形式传送给伺服驱动器,由伺服驱动器进行位置指令和位置反馈的比较操作,即进行位置环调节的计算。这种形式的伺服驱动器包含了位置控制环。作为位置指令的脉冲串,可以是下面的任一种,在伺服驱动器侧可以通过设定用户常数进
3、行选择:1) 符号位 脉冲列2) 具有90相位差的两相脉冲序列3) 正转脉冲序列 + 反转脉冲序列1.2 HA系列交流伺服驱动器的内置功能HA系列伺服控制器的内置功能说明如下:1)控制方式转换通过数字操作器设定用户常数,可以使伺服驱动器工作于位置控制方式或速度控制方式。为了防止误操作,在伺服电机运行时(伺服使能状态),不能改变控制方式。2)再生能量处理功能伺服驱动器内置再生能量处理电路和再生制动电阻。当伺服电机起制动频繁或负载惯量过大时,则必须使用外置再生制动电阻。3)能耗制动功能在伺服驱动器断电、伺服驱动器故障时,电机处于不受控状态。能耗制动功能可以使电机处于能耗制动状态,使电机马上停止,避
4、免机械部件受损。4)双电子齿轮功能为满足机械加工的需要,伺服驱动器内置有双电子齿轮功能,即通过外部触点信号来切换第 一电子齿轮比和第二电子齿轮比。5)位置信号输出功能伺服驱动器将光电编码器信号经长线驱动器输出,可以用作上位机的位置反馈信号。6)内部速度指令功能伺服驱动器可以通过外部接点选择内部预置的四种速度。1.3 HA系列交流伺服的规格和特性1.3.1 规格 伺服驱动器型号 HA-10A15A20A30A50A75A100A基本规格连续输出电流(A)2.43.64.87.212.018.024.0最大输出电流(A)6.09.012.018.030.145.160.1输入电源主回路三相AC38
5、0V +10-15%,50/60HZ控制方式三相全波整流,IGBT SVPWM逆变桥,正旋波电流驱动反馈增量编码器速度控制方式性能调速范围1:5000稳速精度负载变化率为0-100%时,转速变化率最高速的0.05%频率特性250HZ速度指令输入模拟速度指令电压DC +/- 10V输入阻抗10K内部指令电源+/- 15V位置控制方式功能速度偏置设定0-409.6rpm前馈补偿0-100%定位完成设定0-250指令单位输入信号位置指令脉冲 输入脉冲类型符号位脉冲列,具有90相位差的两相脉冲序列,正转脉冲序列 + 反转脉冲序列输入脉冲形式线驱动器(5v电平),集电极开路(5v或12v)输入脉冲频率线
6、驱动器450kpps,集电极开路200kpps控制信号清除信号,禁止输入信号内置集电极开路用电源+15v(内接1k上拉电阻)输入输出信号位置反馈信号输出A相, B相, Z相,线驱动器输出状态信号输出报警信号,定位完成信号,伺服准备好信号模拟监视信号输出速度信号,负载信号控制信号输入伺服使能,禁止正转驱动,禁止反转驱动,报警清除,正转转矩限制, 反转转矩限制,内置功能能耗制动功能伺服报警,主回路断开时动作再生能量处理功能内置放电电阻超程保护功能正向超程,反向超程保护功能过电流,过负载,再生异常,主回路过电压,超速,反馈错误,参数错误等。1.3.2启动时间和停止时间在一定的负载状态下,电机的起动时
7、间tr和停止时间tf可用下式计算(忽略了电机的粘性转矩和摩擦转矩: 2Nr (Jm + JL) 起动时间:tr = 60(Tpm TL) 2Nr (Jm + JL)制动时间:tf = 60(TpmTL)上式中:Nr: 电机的速度;Jm: 电机的转子惯量(kg);JL: 负载轴惯量(kg);Tpm:与伺服驱动器组合时,电机的最大转矩(Nm);TL: 负载转矩(Nm)。1.3.3 负载惯量负载惯量说明了负载的特性。负载惯量越大,伺服系统的响应性越差。使用伺服电机时,许可使用的最大负载惯量,应该小于电机惯量的五倍。在超过电机惯量五倍的负载惯量下使用时,减速时可能出现过电压报警。请进行以下的改进:1)
8、 将转矩限制值变小;2) 将减速曲线变缓;3) 降低电机的最高旋转速度;4) 改用大型号电机或与本公司技术部门接洽。1.3.4 负负载 以负载的力使电机连续运转的负载称为负负载。在负负载时,伺服驱动器处于连续的再生制动状态。由负载产生的再生能量超过容许范围时,有可能损坏伺服驱动器。2. 安装2.1外形尺寸单位:mm2.2 环境要求将伺服驱动器安装在满足下列条件环境中:1) 环境温度单元的环境温度 055电气柜的环境温度 0452) 湿度 一般湿度低于或等于95%RH,无冷凝3) 振动运行过程中 低于0.5G4) 空气 无具有腐蚀性或导电的尘埃直接沉积到电路上。2.3 伺服单元的安装1) 安装方
9、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。 图2.1底板安装示意图 图2.2 面板安装示意图 (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2.3 单台驱动器安装间隔图2.4 多台驱动器安装间隔注意: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。3连接3.1 接口信号标准 在交流伺服单元和电气柜之间传输信号时,须遵循以下输入输出信号规则。3.1.1 开关量输入信号(Type1)图3.2 Type1 开关量输入接口此信号是从外界输入到交流伺服单元的
10、a) 由用户提供外部直流电源,DC1224V,电流100mA; b) 外部触点容量要求:大于30V,大于16mA。c) 下图表示的是交流伺服驱动器对输入信号的响应与触点输入信号之间的 滞后时间: 大于30 ms 断开 断开 触点输入信号 交流伺服驱动器对输入信号的响应 5-20ms 5-20ms 从上图可以看出,当触点输入信号开关的时候,交流伺服驱动器对接收的信号响应要滞后5到20毫秒,因此,要使输入信号有效,外部触点必须持续导通或关闭20毫秒以上。3.1.2 开关量输出接口(Type2)图3.2 Type2 开关量输出接口这是从交流伺服驱动器到外部的输出。 a) 此信号是由交流伺服驱动器中的
11、一个集电极开路的光电耦合器向外输出的,输出 规格如下:1) 额定电压:小于30VDC;2) 输出电流:小于40mADC;3) 饱和电压:小于等于1.5V(Ic=40mA)。 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;b) 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;c) 如果负载是继电器等电感性负载,必须在负载两端反并联续流二极管。如果续流 二极管接反,会使伺服驱动器损坏。3.1.3 位置指令脉冲输入接口(Type3)此信号是由上位机输入到伺服驱动器的。伺服驱动器内部采用高速光电耦合器接收,输入电流为
12、715mA。不同的上位机信号源有不同的接线方法,详见 5.2.2位置指令。3.1.4 模拟量输入接口模拟量输入接口接收上位机输出的模拟速度指令。模拟量输入接口是差分接收方式,输入阻抗为10k,输入范围为 10v +10v。3.2 接口信号说明控制方式简称:P代表位置控制方式 S代表速度控制方式表1.1 控制信号输入/输出端子CN1端子号信号名称端子记号功能记号I/O方式CN1_41输入端子的电源正极COMType1输入端子的电源正极用来驱动输入端子的光电耦合器DC1224V,电流100mACN1_23伺服使能SONType1伺服使能输入端子SON ON:允许驱动器工作SON OFF:驱动器关闭
13、,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;CN1_26报警清除ALRSType1报警清除输入端子ALRS ON:清除系统报警ALRS OFF:保持系统报警CN1_24CCW驱动禁止FSTPType1CCW(逆时针方向)驱动禁止输入端子FSTP ON :CCW驱动允许FSTP OFF:CCW驱动禁止注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PA18 BIT7设置屏蔽此功能,或使用参数 PA53 BITE 强制FSTP 永远ON。CN1_25CW驱动禁止RS
14、TPType1CW(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PA18 BIT7设置屏蔽此功能,或使用参数 PA53 BITF 强制RSTP 永远ON。CN1_38偏差计数器清零CLEType1P暂时未使用速度选择1SC1Type1S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1SC1 ON,SC2 OFF :内部速度2SC1 OFF,SC2 ON :内部速度3SC1 ON,SC2 ON :内部速
15、度4注:内部速度14的数值可以通过参数修改CN1_37指令脉冲禁止INHType1P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2SC2Type1S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1SC1 ON, SC2 OFF :内部速度2SC1 OFF,SC2 ON :内部速度3SC1 ON, SC2 ON :内部速度4CN1_39CCW转矩限制FILType1CCW(逆时针方向)转矩限制输入端子FIL ON :CCW转矩限制在参数PA36范围 内FIL OFF:CC
16、W转矩限制不受参数PA36限制注1:不管FIL有效还是无效,CCW转矩 还受参数PA34限制,一般情况下参数PA34参数PA36CN1_40CW转矩限制RILType1CW(顺时针方向)转矩限制输入端子RIL ON :CW转矩限制在参数PA37范围 内RIL OFF:CW转矩限制不受参数PA37限制注1:不管RIL有效还是无效,CW转矩 还受参数PA35限制,一般情况下|参数PA35参数PA37CN1_1CN1-2伺服准备好输出SRDY+SRDY-Type2伺服准备好输出端子SRDY ON:控制电源和主电源正常,驱动器没有报警时,伺服系统接收到 UI1信号(相当于位置环准备好信号PRDY)后,
17、完成主电路上电过程,伺服准备好输出ONSRDY OFF:没有 UI1信号或驱动器有报警,伺服准备好输出OFFCN1_18CN1_19伺服报警输出ALM+ALM-Type2伺服报警输出端子ALM ON:伺服驱动器无报警,伺服报警输出ONALM OFF:伺服驱动器有报警,伺服报警输出OFFCN1_16CN1_17定位完成输出COIN+COIN-Type2P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SCMP+SCMP-Type2S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ONCN1_20输出端子的公共端DG控制
18、信号输出端子的地线公共端CN1_31编码器A相输出PAOUT伺服系统将接收到的电机编码器信号经过长线驱动器驱动,输出到外部CN1_32编码器*A相输出*PAOUT同上CN1_33编码器B 相输出PBOUT同上CN1_34编码器*B相输出*PBOUT同上CN1_35编码器Z相输出PZOUT同上CN1_36编码器*Z相输出*PZOUT同上CN1_7指令脉冲PLUS输入PULSType3P外部指令脉冲输入端子注1:由参数PA14设定脉冲输入方式 PA14=0指令脉冲符号方式; PA14=1 CCW/CW指令脉冲方式; PA14=2 2相指令脉冲方式。CN1_8PULSCN1_10指令脉冲SIGN输入
19、SIGNType3PCN1_11SIGNCN1_22输入信号1UI1Type1相当于位置环准备好信号PRDY伺服系统接收到UI1信号后,接通输出信号UO1,由 UO1 控制外部主接触器吸合,三相交流电源通过伺服系统内部的充电电阻为储能电容充电,1.5秒后伺服系统内部的主继电器吸合,能耗制动继电器打开,完成主电路上电过程。伺服准备好输出ONCN1_21输入信号2UI2Type1P用于切换电子齿轮比UI2 OFF:使用第一电子齿轮比UI2 ON:使用第二电子齿轮比CN1_4输出信号1UO1Type1未用CN1_5输出信号2UO2Type1未用CN1_15CN1_44屏蔽地线FG屏蔽地线端子表1.2
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- 伺服 用户手册
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