課件教案 教學(xué)記錄-交流伺服與變頻技術(shù)及應(yīng)用.docx

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1、交流伺服與變頻技術(shù)及應(yīng)用課件教案附：課件&教學(xué)記錄 課程導(dǎo)論為什么要學(xué)本課程? 導(dǎo)論 一、交流電機(jī)控制系統(tǒng)概述1.交流傳動(dòng)與交流伺服 ?電機(jī)與作用 電機(jī)作用：將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能. 交流電機(jī)：通入電機(jī)的電流為交流電.控制難，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)速高、幾乎不需要維修。 白流電機(jī)：通入電機(jī)的電流為白流電?？刂迫菀?，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)速低，維修工作量大. 研發(fā)交流電機(jī)控制系統(tǒng)是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的方向。 ?電機(jī)需要控制什么？ 速度：改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度；位置：保證在指定位置停止，控制機(jī)械定位. 控制速度的系統(tǒng)稱(chēng)為傳動(dòng)系統(tǒng)； 控制位置的系統(tǒng)稱(chēng)為伺腥系統(tǒng)。 交流電機(jī)典動(dòng)的伺服系統(tǒng)、

2、傳動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為交流電機(jī)控制系統(tǒng)； 伺笊系以同樣窩要控制電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩。 2.交流電機(jī)的調(diào)速 ?交流電機(jī)的種類(lèi) 同步電機(jī)：在允許范圍內(nèi)，如交流電的頻率不變，負(fù)栽變化不會(huì)引起電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化. ?練一練: 某電機(jī)的銘牌如圖所示，問(wèn)：該電機(jī)的額定角速度和猴定輸出轉(zhuǎn)矩為多大？ A/Y S1B 70C 34kg 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) Y100L1—42.2kW220/380V8.6/5A1430r/min50Hz x電機(jī)廠 接法工作方式絕緣等級(jí)溫升重量編號(hào)出廠日期 解：額定角速度、額定輸出轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)速、額定功率所對(duì)應(yīng)的角速度和輸出轉(zhuǎn)矩. 二3=2nn/60=150（rad/

3、s） M=9550P/n=14.7（Nm） 答：該電機(jī)的額定角速度為150rad/s、額定輸出轉(zhuǎn)矩為14.7Nmo ?妾點(diǎn): 所有產(chǎn)品銘牌上的數(shù)據(jù)，是指它在連續(xù)工作時(shí)的最大允許值，又稱(chēng)額定值。額定值可以達(dá)到，但不能超過(guò)。 ?：?4 11械特伯 : 電機(jī)的最大允許輸出（功率、轉(zhuǎn)矩）與轉(zhuǎn)速有■ 關(guān) ，額定值只能表示額定轉(zhuǎn)速時(shí)的值。 □機(jī)械特性：全范圍反映電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、功率和 轉(zhuǎn)速關(guān)系的曲線。 M \n 虬 一“ ne 1 % Me 伺服電機(jī) 主軸電機(jī) 感應(yīng)電

4、機(jī) ?問(wèn)趴_ 為什么不同電機(jī)的機(jī)鉞特性的表示方法不一樣.蚊因：電機(jī)的適用范圍不同。不同電機(jī)用于不同類(lèi)型的負(fù)載驅(qū)動(dòng)，其要求不同。 例如:數(shù)控機(jī)床的控制 ＞刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（前后、左右移動(dòng)）: 主要技術(shù)指標(biāo):最大進(jìn)給力。 ＞刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（切削工件）： 主要技術(shù)指標(biāo):單位時(shí)間能夠去除的材料體積。決定機(jī)床加工能力的參數(shù)，不能因?yàn)榈毒咭苿?dòng)速度、轉(zhuǎn)速的變化而變化。 刀具進(jìn)給 M=F-(h/2Ji)h：滾珠絲杠螺距，結(jié)構(gòu)定后，h不變。 ?結(jié)論: 負(fù)載要求電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩不變。 刀具切削Q=kP ?結(jié)論: k：與刀具、工件材料有關(guān)，工藝決定后固定不變。 負(fù)載要求

5、電機(jī)的輸出功率不變。 ?:?負(fù)載類(lèi)型。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：轉(zhuǎn)矩不隨轉(zhuǎn)速改變的負(fù)載。例.■如，數(shù)控機(jī)床的刀具進(jìn)給。 由伺服電機(jī)以輸出轉(zhuǎn)矩作為主要參數(shù)。 n恒功率負(fù)載：功率不隨轉(zhuǎn)速改變的負(fù)載。例如，數(shù)控機(jī)床的刀具旋轉(zhuǎn)切削。 主軸電機(jī)以輸出功率作為主要參數(shù)。 任務(wù)二、了解伺服電機(jī)的運(yùn)行形理 一、伺服電機(jī)運(yùn)行原理?:?BLDCM運(yùn)行 BLDCM=BrushLessDCMotor中文名：無(wú)瓣流電機(jī)電刷 中文名：無(wú)瓣流電機(jī)電刷 電刷： 改變電流方向的裝置問(wèn)題： 繞組通斷將產(chǎn)生電弧(火花)，電機(jī)轉(zhuǎn)速不能太高、要更換。 ?BLDCM運(yùn)行原理 直流 依次切換：T1/T6-T6/T2-T

6、2fT4-TWT3?T3/T5-T5TT1fT1/T6,電機(jī)逆時(shí)針煌轉(zhuǎn) 依次切換：T1/T6-T1/T5-T5/T3-T3TT4-T4/T2-T2TT6■*T6/T1.電機(jī)時(shí)針堡轉(zhuǎn) 不需要換向器、控制簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大 任務(wù)三、了解感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行原理 ?PMSM運(yùn)行原理PMSM=PermanentMagnetSynchronousMotor 中文名：永磁同步電機(jī) 同先"由in? : k— 供電的電源為三 Q 相、正弦波交流 ， 電。 ni \ Q想一想: '希如箱機(jī)的轉(zhuǎn)于沒(méi)有安裝永久磁鐵,電機(jī) 能否旋轉(zhuǎn)?

7、 答案：能夠"就是感應(yīng)電機(jī)?因?yàn)槎ㄗ油ㄈ肴嗾也ń涣骱?能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 ?:?感應(yīng)電機(jī)原理 通俗理解：利用定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)吸引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 旋轉(zhuǎn)破場(chǎng)的產(chǎn)生原理 ?:?轉(zhuǎn)速和頻率 電流變化360°,磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)360°(1轉(zhuǎn))? 電流變化速度：交流電的頻率/,Hz=l/s. 破場(chǎng)轉(zhuǎn)速〃=/(r/s)=60f(r/min) 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速 圓周上只布置1組A/B/C繞組，稱(chēng)為1封極 推論:180°上布逐1組NB/C繞組,電流變化一周期,破場(chǎng)轉(zhuǎn)由80?！? 磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速〃=60f/2(r/min) 即:360°上布置2組NBIC繞組,稱(chēng)為2對(duì)極. 通式:定子圓周上布置P組

8、繞組,稱(chēng)為P對(duì)極。磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n=60f/P(r/min)＞改變頻率，就能夠改變電機(jī)(轉(zhuǎn)子)轉(zhuǎn)速。 ＞伺服電機(jī)：電機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)完全一致，同步電機(jī)。 ＞感應(yīng)電機(jī)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須略低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，異步電機(jī)。 。感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速n=(1-S)60f/p(r/min) 1. 某電機(jī)的銘牌如圖所示，問(wèn)：該電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)和同步轉(zhuǎn)速各為多少？ Y100L1—4 接 法 2.2kW 工作方式 220/380V 絕緣等級(jí) 8.6/5A 升 1430r/min 量 50Hz 編號(hào) A/YS1B 70C34kg 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)X電機(jī)廠出廠日期 解： 感應(yīng)電機(jī)的同步

9、轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速基本相同 P260f/ne=60X50/1430&2 =〃,=60//P=1500

10、=MXoC.M頑廣隊(duì)恥口）D.f-曲， 2. 電機(jī)功率饌矩?fù)Q算式P=MXn9550中P、"”的單位分別為<） A.kW.Aim.B.kli'.Nm、rminC.B'.Nm、rrninD.kW.kgut、rmin 3. 以下屆于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)裁的是（）A.電梯B.機(jī)床進(jìn)給C.機(jī)床主軸D.風(fēng)機(jī) 4. 以下屬于恒功率負(fù)載的是（）A,電梯B.機(jī)床進(jìn)給C.機(jī)床主軸D.風(fēng)機(jī) 5. 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給采用伺服租機(jī)盟動(dòng)的原因是... A.保證最大進(jìn)給力不變B.屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)栽C,保證切削花力不變D.屬于恒功率負(fù)栽 6. 數(shù)控機(jī)床主軸采用始應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的原因是...（）A.保證最大遇給力不變B.KT恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

11、C.保證切削能力不變D.展于恒功率負(fù)載以下對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)描述正確的是（） A.簡(jiǎn)稱(chēng)BLDCMB,屬于交流伺服電機(jī)范疇C.簡(jiǎn)稱(chēng)PMSMD.屬于直流伺照電機(jī)范疇 7. 以下對(duì)PMSM電機(jī)描述正確的是（）A.交流伺服電機(jī)B.交流永磁同步電機(jī) C.宜流伺服電機(jī)D.無(wú)刷白流電機(jī)輸入頻率不變時(shí)轉(zhuǎn)速不隨負(fù)載變化的是（） A.同步電機(jī)B.交流主軸電機(jī)C.感應(yīng)電機(jī)D.交流伺服電機(jī) 8. 額定轉(zhuǎn)速為1500r/min的電機(jī)，如果磁極對(duì)數(shù)增加1倍，其額定轉(zhuǎn)速將變?yōu)椋ǎ? A.30001*minB.6000rininC.750rminD.375rinin額定轉(zhuǎn)速為30001min.磁極對(duì)數(shù)為4的伺服租機(jī)，

12、 其額定彼率為（）A.50HzB.100HzC.133HzD.200Hz 單元二、交流逆變技術(shù)項(xiàng)目二、交流逆變技術(shù) 任務(wù)一、熟悉電力電子器件M一、交流逆變概述 ?:?控制要求 變頻調(diào)速：必須能同時(shí)改變電機(jī)的電壓和頻率（均f控制）。 問(wèn)題：電網(wǎng)的供電電壓、頻率不能改變。 我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn): U=3-380V（+10%,-15%） f=50±lHz 必須有一整套變換裝置一逆變器（Inverter）。 ?控制方案＞將380V/50HZ的交流直接變換成皿/可變的交,■流一交-交變流. □特點(diǎn)：無(wú)中間電路（整流電路）、效率高，但控制復(fù)雜，尚沒(méi)有成熟的控制方案。 —最新研究方向一矩陣控制

13、技術(shù)。 ＞先將380V/50HZ的交流轉(zhuǎn)換成直流，再將直流轉(zhuǎn)換成交流一交-肯-交變流。 □特點(diǎn)：技術(shù)較成熟，是當(dāng)前交流逆變的主流。 變頻器、交流主軸、交流伺服全部采用交?直?交逆變方案一三者的主回路結(jié)構(gòu)相同。 交-直及逆變電路 各部分作用： □整流：將直流轉(zhuǎn)換為交流。 □調(diào)壓：保證直流電壓不變。 □逆變：將直流轉(zhuǎn)換為可變的交流。 二、電力電子器件?電子器件分類(lèi)：. ＞低電壓、小電流控制——直接稱(chēng)電子器件（弱電）」只要有電子控制電路就必須使用. ＞高電壓、大電流控制——稱(chēng)電力電子器件（強(qiáng)電）.可用于交、直流主回路控制。 知識(shí)回顧1：怎樣區(qū)分主回路和控制回路? LI主

14、回路：直接向負(fù)載提供電能的電路（可以是交流或直流）-如電機(jī)（電一機(jī)械能）、照明燈（電一光能）、加熱器（電一熱能）的供電回路。 口控制回路：用于信號(hào)分析、運(yùn)算、處理的輔助電路。如：電機(jī)的繼電器控制電路、PLC、CNC等。 知識(shí)回顧2：你知道的電力電子器件右、. □二極管：交流一直流，不需要（不能）控制. 稱(chēng)為“不可控器件”。 □晶耐管：又稱(chēng)可控硅，用于交流通斷控制，但不能控制百流美斷。 稱(chēng)為“半控器件， □GTO、GTR、MOSFEKIGBT、IPM等：可用于交、直流的通斷控制。 b稱(chēng)為''全控器件 拓展學(xué)習(xí)1：電力電子技術(shù)的發(fā)展 □第1代：半控，功率二極管（20世紀(jì)40年代

15、）、晶?閘管（1958年，美國(guó)GE公司）o 水平：國(guó)際12000V/5000A；國(guó)內(nèi)3000V/1000A 曰第2代：全控，GTO（門(mén)極可關(guān)斷晶閘管，1964年，美國(guó)）：GTR（大功率晶體管）、MOSFET （電壓控制型單極晶體管），20世紀(jì)70年代、美國(guó)。 □第3代：復(fù)合型器件，IGBT（絕緣門(mén)極雙極型晶體管，1983年，美國(guó)GE公司）. □第4代：功率集成電路，IPM（智能功率模塊，20世紀(jì)80年代末，美國(guó)）. /正向電壓Uak、0.5V自然導(dǎo)通；否則自然關(guān)斷；/不能控制Uak、0.5V的關(guān)斷。 a晶耐管： /正向電壓Uak?0.5V且門(mén)極電流IgN。時(shí)導(dǎo)通； U

16、AK<0.5V關(guān)斷； /能通過(guò)門(mén)極控制Uak?0.5V時(shí)的導(dǎo)通，但不能控制Uak?0.5V時(shí)的關(guān)斷。 □GTR.GTO： ?CE極電壓UceNOV時(shí)通斷可控，門(mén)極電流LN0時(shí)導(dǎo)通；Ib〈0時(shí)關(guān)斷； /全控型，開(kāi)關(guān)特性同三極管（電流控制）. HMOSFET： /DS極電壓UdsN0V時(shí)通斷可控，門(mén)極電壓UgsN Ut時(shí)導(dǎo)通；UgsVU網(wǎng)關(guān)斷； ，全控型，開(kāi)關(guān)特性同MOS管（電壓控制）. CIGBT： /開(kāi)關(guān)特性同MOSFET,但D極稱(chēng)C極； /全控型，開(kāi)關(guān)特性同MOS管（電壓控制）. 任務(wù)二、熟悉PWM逆變?cè)? 逆變:將直流轉(zhuǎn)換為交流一、逆變的基本形式 ?電流控制型：

17、逆變管輸出到電機(jī)的電流為方波（直流），通過(guò)改變電流頻率調(diào)速，大容量逆變器用。 ?電壓控制型：逆變管輸出到電機(jī)的電壓為方波（直流），通過(guò)改變電壓頻率調(diào)速，大容量逆變器用。 ?:?PWM控制型：逆變管輸出到電機(jī)的電壓為正弦波（P\VM脈沖串），誦過(guò)改變正弦波頻率調(diào)速，中小容量逆變器用一頻器、交流伺服的基本形式。 二、PWM逆變?cè)? PWM：脈寬調(diào)制的簡(jiǎn)稱(chēng),以寬度可變的脈沖序—列等效代替各種波形。 ?取樣控制理論： 面積相等、形狀不同的窄脈沖加到慣性環(huán)節(jié)上，產(chǎn)生的效果相同。 。應(yīng)用: 電機(jī)繞組=電感，電阻=慣性環(huán)節(jié)加入脈沖電流時(shí)，平均電流：71=72 ㈱期T ?結(jié)論: /當(dāng)

18、脈沖周期t（即頻率f,/=、幅值不變時(shí),只要改變脈沖的寬度,就可以改變輸出的平均值L 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的原理（RC電路=慣性環(huán)節(jié)）。 ,脈沖周期T越短（即頻率f越高）輸出的波形就越接近理想波形。 /叫PWM頻率（脈寬調(diào)制頻率,或載波頻率）,/越高,波形就越理想。 ?記住哦! PWM頻率也是變頻器的重要指標(biāo),越高,變頻器性能越好（但有不利的一面）。 正弦波的產(chǎn)生（P27圖2-3.4）: SPWM波=脈寬調(diào)制正弦波 任務(wù)三、掌握整流電路的分析方法 知識(shí)回顧:技流電路有鼻些基本形單相半波、單相全波、三相半波、三相全波。 ?:?單相全波整流： 用于單相交流輸入-直流的轉(zhuǎn)換. 匚原

19、理:利用二極管的正向自然導(dǎo)通特點(diǎn)，將4只二極管（果成,俗稱(chēng)“橋堆"）紙合、接入單相交流電路，使得兩-兩交替導(dǎo)通、得到相電壓全部波形。 直流輸出電壓計(jì)算:面積相等 Ud=0.9U 利用大電容平波后:Ud21.2x0.9U?:?三相全波整流：_ 原理:利用二極管的正向自然導(dǎo)通特點(diǎn)，將6>?只二極管（集成,俗稱(chēng)"三相橋堆'）組合、接入三相交流電路，使得兩-兩交替導(dǎo)誦、得到線電壓全部波形。 直流輸出電壓計(jì)算:面積相等U《=1.35UL 利用大電容平波后:七5.2X1.35ULUl為線電壓:Ul=1.732XU相 ?練_練: 某單相200~240V、三相380-440V輸入通用的L頻器，

20、如果將它直接遷接到我國(guó)的工廠電網(wǎng)上，變頻器的肯流母線電壓各為多大？ 解：我國(guó)的電網(wǎng)電壓 單相:U=220V（單相指相電壓）三相:UL=380V（三相指線電壓） 代入后得: 單相:Ud=237V（—般可認(rèn)為230V）三相:Ud^615V（一般可認(rèn)為610V）?練_練（不定項(xiàng)選擇）：_ 1. 目前變彼器所使用的變流方式桓于（）■A.交-交B.交-直-交C.直-交D.交?直 2. 變頻器整流回路常?用的電力電子器件是...（）A.GTRB.IGBTC.二極管D.晶祠管 3. 變頻器逆變回路常?用的電力電子器件是...（）A.GTRB.IGBTC.二極管D.晶祠管 4. 以下屬于全控型

21、器件的是（）A.二極管B.晶閘管C.IGBTD.MOSFET 5. 3~380V輸入的變頻器直流母線電壓約為......（）A.230VB.320VC.500VD.610V 6. 3~200V輸入的伺服驅(qū)動(dòng)直流母線電壓約為...（）A.230VB.320VC.500VD.610V 7. 目前變狡器常用的逆變控制形式為（）A.電壓控制B.電流控制C.PWMD.PAM 8. 提高變頻器載波頻率的目的配（）A.提昏變頻輸出頻率B.改善輸出波形 C.降低生產(chǎn)成本D.降低損耗 感應(yīng)電機(jī)：即使交流電的頻率不變，電機(jī)的轉(zhuǎn)速也將隨著負(fù)栽的增加而降低。 感應(yīng)電機(jī)俗稱(chēng)異步電機(jī)；伺服電機(jī)是同步電機(jī).

22、 ?交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式 同步電機(jī)：no=6O//P（同步轉(zhuǎn)速） 感應(yīng)電機(jī)：n=n°（1-S）（異步轉(zhuǎn)速） /：交流電的頻率（Hz）； P：電機(jī)磁極對(duì)數(shù)； S：轉(zhuǎn)差率（畿定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降低百分率）. 交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速方案 改變頻率的調(diào)速稱(chēng)為變殖調(diào)速：改變磁極對(duì)數(shù)的調(diào)速稱(chēng)為變極調(diào)速；改變轉(zhuǎn)差的調(diào)速稱(chēng)為變轉(zhuǎn)差調(diào)速。 ?:?交流調(diào)速方案與比較.. 變極調(diào)速：通過(guò)改變電機(jī)繞組的連接實(shí)現(xiàn)，只需要繼電——接觸器電路控制，控制最簡(jiǎn)單。但因P必須為正整數(shù)，只能成倍改變轉(zhuǎn)速（有級(jí)調(diào)速）. 變轉(zhuǎn)差調(diào)速：本質(zhì)改變電機(jī)的輸出特性，可通過(guò)改變電樞電壓、定子電阻、轉(zhuǎn)子電阻等方式實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，但控制裝置的體

23、積大、硬件成本高。 變狡調(diào)速：直接改變電機(jī)供電頻率實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速性能好、體積小、技術(shù)先進(jìn)，但控制復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)較困難。 3.變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展（見(jiàn)P3,圖0-1.2） ＞怎樣調(diào)速：控制理論研究 變頻調(diào)速：VN控制f矢星控制-直接轉(zhuǎn)矩控制伺服驅(qū)動(dòng)：BLDCM（方波、PID調(diào)節(jié)）fPMSM（正弦波、矢量控制） ＞如何實(shí)現(xiàn)：控制技術(shù)研究 模擬最控制-數(shù)字控制-網(wǎng)絡(luò)控制 A用什么做：控制器件研究 GTR（電力島體曾）fIGBT（復(fù)合電力地子器件）—IPM（功率棠成吾件） 變狡器至今還沒(méi)有世所公認(rèn)的最佳方案. 4.變頻調(diào)速裝置分類(lèi) ?非常垂要！ 變猱器：專(zhuān)指控制普通感應(yīng)電機(jī)的通用

24、調(diào)速裝宣.瘦用最廣泛，生產(chǎn)廠眾多. 主軸驅(qū)動(dòng)備：控制專(zhuān)用感應(yīng)電機(jī)的專(zhuān)用調(diào)速裝置。多用于數(shù)控機(jī)床主軸調(diào)速，CNC生產(chǎn)廠提供。 伺服嬰動(dòng)器：控制伺服電機(jī)（同步電機(jī)）的專(zhuān)用調(diào)速裝置，可以實(shí)現(xiàn)位置控制。成用較J」泛，生產(chǎn)較多，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床使用較多. 變頻器、交流主軸驅(qū)動(dòng)器、伺服驅(qū)動(dòng)器廣義上都是變頻調(diào)速裝宣. 單元三、交流伺服產(chǎn)品與性能-- 項(xiàng)目三、交流伺服產(chǎn)品與性能任務(wù)一、了解交流伺服產(chǎn)品 一、交流伺服的分類(lèi)?伺服：以物體的位置、方向、狀態(tài)等作為控制量，追蹤目標(biāo)值的任意變化的控制機(jī)構(gòu)（日本JIS標(biāo)準(zhǔn)）。 簡(jiǎn)言之,伺服曝動(dòng)是一種能夠自動(dòng)跟隨目標(biāo)位黃變化的控制裝置。 3作用： /按照C

25、NC要求的速度移動(dòng)；/按照CNC要求的位置定位。 -I控制對(duì)象：坐標(biāo)軸位移（速度、方向和位置）；二執(zhí)行機(jī)構(gòu)：伺服電機(jī)； -I本質(zhì)：可以對(duì)輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行功率放大的放大器一―｛可服放大器（亦稱(chēng)：驅(qū)動(dòng)器、放大器、伺服單元等）??:?通用伺服 。特點(diǎn)： /通用靈活、控制容易、對(duì)控制裝置無(wú)要求；,驅(qū)動(dòng)器是獨(dú)立部件，閉環(huán)位置控制通過(guò)曝動(dòng)器本 身實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)器有獨(dú)立的操作單元?/CNC不能監(jiān)控驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)、設(shè)定與優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，輪廓加工精度低。 ◎菱點(diǎn)： /直接采用脈沖輸入來(lái)控制電機(jī)位置和速度；/可以與任何形式的位置脈沖發(fā)生器，如CNC、PLC、計(jì)算機(jī)等配套使用； /可采用網(wǎng)絡(luò)控

26、制，但通信協(xié)議是通用與開(kāi)放的，如： CC-Link、PROFIBUS等；/目前國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)配套的都是通用伺服c □特點(diǎn)： /必須與CNC配套使用，無(wú)通用性；/一般采用網(wǎng)絡(luò)控制，通信協(xié)議不對(duì)外部開(kāi)放；一/驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)定、狀態(tài)監(jiān)控、調(diào)試與優(yōu)化可肖接利用CNC進(jìn)行，驅(qū)動(dòng)器一般無(wú)操作單元。 ⑥費(fèi)點(diǎn)/驅(qū)動(dòng)器無(wú)位置控制功能，它只是伺服驅(qū)動(dòng)的一部分，不能獨(dú)立使用； /閉環(huán)位置控制通過(guò)CNC實(shí)現(xiàn)，CNC可以實(shí)時(shí)監(jiān)控坐標(biāo)軸的位置、速度等參數(shù)，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；輪廓控制精度高;/進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)配套的都是專(zhuān)用伺服。 ?:?模擬伺服/控制量（電壓、電流等）均為連續(xù)變化的模擬量； /以模

27、擬電子線路、PID調(diào)節(jié)為主，無(wú)微處理器；/調(diào)揍與設(shè)定不需要專(zhuān)門(mén)的調(diào)試儀器。 不系?史現(xiàn)位JStlfe*!.它只Jt—村速度/轉(zhuǎn)蛆說(shuō)制*.M,亦初速度性伽電元o?:?數(shù)字伺服 /控制量:均為二進(jìn)制形式的數(shù)字量；/以很處理器作基本控制器件，可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)算功能； /必須配套操作單元或與通信接口，進(jìn)行調(diào)整與設(shè)定。 驅(qū)。由丁貝位衰性制功箴址一著位置、速度、二、伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ?:?閉環(huán)控制的概念特點(diǎn)：用給定和實(shí)際輸出間的誤差進(jìn)行控制. 調(diào)節(jié)原理：輸入不變時(shí)，如輸出下降，則誤差增大、調(diào)節(jié)器輸出增加、控制量增加、輸出增加；當(dāng)輸出上升時(shí)，誤差減小、控制量減小，輸出將減小- 總是能夠使輸出與輸

28、入一致"?半閉環(huán)：一般以伺服電機(jī)內(nèi)置編碼器作為物體位置檢測(cè)元件，不能直接檢測(cè)直線位置、速度。 參見(jiàn)P50、圖3-1.3-□特點(diǎn)： /只能對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)角進(jìn)行閉環(huán)控制，由于伺服電機(jī)和絲杠為機(jī)械刖性聯(lián)接，故可間接控制直線位移；/系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)方便、制造成本，是普通數(shù)控機(jī)床的常用結(jié)構(gòu)； /電氣與機(jī)械傳動(dòng)有明顯分界，系統(tǒng)調(diào)試方便；/機(jī)械間隙、摩擦死區(qū)、刖度等非線性環(huán)節(jié)在閉環(huán)外,系統(tǒng)穩(wěn)定性好；但控制精度較低。 ?:?全閉環(huán)：直接檢測(cè)最終的直線位置、速度；直線軸一般采用光柵、回轉(zhuǎn)軸采用編媽器作為物體位置檢,測(cè)元件。 參見(jiàn)P50、圖3-1.4-n特點(diǎn)： /直接檢測(cè)最終位置，可以自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)械磨扳、間

29、隙,控制精度高、精度保持性好；/機(jī)械間隙、摩擦死區(qū)、剛度等非線性環(huán)節(jié)在閉環(huán)內(nèi)，系統(tǒng)對(duì)部件的要求高，容易導(dǎo)致振蕩； /電氣與機(jī)械傳動(dòng)無(wú)明顯分界，系統(tǒng)調(diào)試較為困難，制造成本較高。 三、常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 ?:?性能與比較 參見(jiàn)P51~P54° 性能 安川EV 三菱MR-J3 松下MINAS-A5 最大功率 15kW 55kW 5kW 最高轉(zhuǎn)速 6000r/min （相同） 頻率響應(yīng) 1600Hz 900Hz 2000Hz 編碼器 220 218 220 任務(wù)二、熟悉zv系列伺服驅(qū)動(dòng)?組成： 驅(qū)動(dòng)器+ 伺服電機(jī) 一、SV驅(qū)

30、動(dòng)器 型號(hào): SGDV-21 ￡V驅(qū)動(dòng)器一I 額定輸出電流—— 10A以上：?jiǎn)挝?.1A如：120=12A； 10A以下：R代表小數(shù)點(diǎn) 如：2R8=2.8A R8A01A 設(shè)計(jì)序號(hào)接口代號(hào) 01：通用接口 輸入電壓 A:AC200VD:AC400VF:AC100V 詳見(jiàn)P57。 ?:?主要技術(shù)參數(shù)：工控制功能：位置、速度、轉(zhuǎn)矩 調(diào)速范圍：15000調(diào)速精度：W±0.01% 頻率響應(yīng)：1600Hz位置脈沖頻率：最大4MHz（線驅(qū)動(dòng)輸入）；最大200kHz（集電極開(kāi)路輸入） 位置脈沖類(lèi)型：脈沖+方向、90。差分信號(hào)、正/反轉(zhuǎn)脈沖 速度/轉(zhuǎn)矩給定：DC-12V~1

31、2V模擬電壓詳見(jiàn)P58, 二、ZV伺服電機(jī)：?常用系列 n高速小慣量電機(jī)SGMAV：1kW以下，ne/n^=3000/6000r/min SGMSV：1.5~7kW,ne/hwx=3000/5000r/min□中慣量標(biāo)準(zhǔn)電機(jī) SGMJV：0.75kW以下，3000/6000r/minSGMGV：0.3~7.5kW,1500/30OOr/min 11~15kW,〃e々/nax=1500/2000r/minn內(nèi)置編碼器：22。增量，，絕對(duì)編碼器 詳見(jiàn)P59,P63表3-2.6第8行錯(cuò)。 ?:?型號(hào)： SGMJV-01ADA 電機(jī)系列—— 額定毓）出功率 單位：0.1kW 2

32、1TT 1-內(nèi)置制動(dòng)器 1:無(wú)制動(dòng) B:蒂DC90V制動(dòng) C:帶DC24V制動(dòng)額定電壓 A:AC200VD:AC400V 額定電壓 A:AC200VD:AC400V 」電機(jī)軸形式 內(nèi)置編碼器一1 3:220絕對(duì) D:28增最 A:量 軸軸輔 平平平 Z6:B: 冒斜 無(wú)帶帶 設(shè)計(jì)序號(hào) 詳見(jiàn)P60。 輸出特性: ?:?過(guò)我能力： 高速小慣量電機(jī)（SGMAV、SGMSV）:300% 中慣量標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)（SGMJV）：350%（SGMGV）：300% ?練一練（不定項(xiàng)選擇）： 1. 以下對(duì)通用伺服描述正確的是……...... A,一般采用脈沖輸

33、入控制B.可以獨(dú)立使用 C.對(duì)上級(jí)控制器無(wú)要求D.多與國(guó)產(chǎn)CNC配套 2. 以下對(duì)專(zhuān)用伺服描述正確的是（） A.位置控制通過(guò)CNC實(shí)現(xiàn)B.可以獨(dú)立使用 C.對(duì)上級(jí)控制器無(wú)要求D.多與進(jìn)口CNC配套 3. 以下屬于直線軸、半閉環(huán)系統(tǒng)特點(diǎn)的是...（） A,不能檢測(cè)實(shí)際位置B.系統(tǒng)的穩(wěn)定性差 C.檢測(cè)器件為編碼器D.檢測(cè)器件為直線光柵 4. 以下屬于直線軸、全閉環(huán)系統(tǒng)特點(diǎn)的是......—） A.不能檢測(cè)實(shí)際位置B.系統(tǒng)的穩(wěn)定性差上 C.檢測(cè)器件為編碼器D.檢測(cè)器件為直線光概■ 5. SGDV-120A01A驅(qū)動(dòng)器的主要技術(shù)參數(shù) A,額定輸出電流120AB.額定輸入電壓3~

34、200V C.額定輸出電流12AD.帶脈沖輸入接口 6. 以下對(duì)SGMSV-20ADA電機(jī)描述正確的是...（） A.高速小慣量電機(jī)B.額定輸出功率2kW C,額定輸出電流20AD.額定電壓3~200V 7. SGMSV-20ADA2B電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)是...（）A,額定轉(zhuǎn)速為3000r/minB.最高轉(zhuǎn)速為5000r/min C.帶22。增量編碼器D,帶內(nèi)置DC24V制動(dòng)器單元四、交流伺服的連接技術(shù)- 項(xiàng)目四、交流伺服的連接技術(shù)任務(wù)一、掌握主回路連接技術(shù)— 一.伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成 參見(jiàn)P65、圖4-1.1o硬件蛆成=基本裝置（必須有）+選件（可以有） ?:?基本裝置：

35、驅(qū)動(dòng)器+電機(jī)+電纜 選件：主接觸器、DC電抗器、濾波器、制動(dòng)電阻。 ?連接總圖 ?:?器件及作用 □進(jìn)線斷路器/主回路短路保護(hù)用（正規(guī)產(chǎn)品上必須加）； /可選用通用產(chǎn)品。 □進(jìn)線主接觸器/一般需要安裝。 g原因: /主回路需要單獨(dú)控制通/斷；/驅(qū)動(dòng)器故障時(shí)不能加入主電源。 口濾波器：消除干擾，可以不使用；□直流電抗器：抑制高次諧波，可以不使用;n制動(dòng)電阻：提高制動(dòng)能力，根據(jù)需要選用。 二、主回路連接 ?:?主回路/主電源：產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)器的直流母線電壓;/控制電源：產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部控制電壓。 ?連接要點(diǎn) /主電源連接到L1/L2/L3； /控制電源連接到L1C/L2C；

36、 /電機(jī)連接到U/V/W； /主電源通過(guò)主接觸器控制；/先加控制電源，再加主電源；驅(qū)動(dòng)器故障觸點(diǎn)應(yīng)串聯(lián)到主接觸器通斷控制回路。 典型電路（參見(jiàn)P67,圖4-1.3） 1. 驅(qū)動(dòng)器故障時(shí)，主電源不能加入； 2. 故障觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí).可斷開(kāi)主電源、保留控制電源。 想_想:為什么要這樣? ?:?輸入要求/AC200V：額定AC200/230V+10%-15% 200V-15%=170V；230V+10%=253V： ?.?AC200V的輸入范圍為：AC170-253V/AC400V：額定380/480V+10%-15% 380V-15%=323V；480V+10%=528V；???

37、AC400V的輸入范圍為：AC325~528V-頻率用戶改變不了,不要考慮。 s故障觸點(diǎn)只能驅(qū)動(dòng)DC30V/50mA,所以，要加中間繼電器。 三、元器件選擇 □斷路器 額定電流計(jì)算方法： /e=（1.5-2）Se/1.732Ue le:斷路器赧定電流（A）: Se：驅(qū)功器輸入容星（VA）: Ue:輸入線電壓（V）； ?注嬴:鑒動(dòng)器容雖豐電機(jī)功率 b輸入容量參見(jiàn)P61表3-2.L □主接觸器 /額定電流的計(jì)算同斷路器； /線圈電壓按控制電路的電壓要求選擇。 【例】某設(shè)備配套有SGDV-120A01A驅(qū)動(dòng)器，試設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)器主回路，并選擇斷路器與主接觸器。 解: 1.

38、線路：畫(huà)上標(biāo)準(zhǔn)電路。 2. 驅(qū)動(dòng)器額定輸入電流計(jì)算： 從表3-2.2查得，SGDV-120A01A驅(qū)動(dòng)器的輸入容量為2.3kVA,斷路器的額定電流/e可計(jì)算如下： le=（1.5-2）Se/1.732Ue=9.96-13.28A斷路器與主接觸器選擇 根據(jù)斷路器的額定電流系列，可選擇10A標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，如DZ47-63/3P-10A等。 根據(jù)接觸器的額定電流系列，可選擇12A標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，如CJX1-12/22等。 ?練一練: 1. 驅(qū)動(dòng)器主回路安裝斷路器的目的是（A.控制驅(qū)動(dòng)器啟停B.控制主電源通斷 C.主回路短路保護(hù)D.主回路欠壓保護(hù)驅(qū)動(dòng)器主回路安裝接觸器的目的是（） A.控制驅(qū)動(dòng)

39、器啟停B.控制主電源通斷C.主回路短路保護(hù)D.主回路欠壓保護(hù) 2. 以下對(duì)驅(qū)動(dòng)器主電源、控制電源的控制要求描述正確的是（） A.控制電源先加入B.主電源通斷用故障觸點(diǎn)控制C.主電源先加入D.控制電源通斷用故障觸點(diǎn)控制 3. 額定電壓為3-AC200/230V的驅(qū)動(dòng)器，其輸入電壓允許的范圖為（ A.200-230VB.170~264V C.180~264VD.170~253V額定電壓為3~AC380/480V的婪動(dòng)器，其輸入電壓 允許的范圍為（） A.380~480VB.323~552V C.323~528VD.342~528V以下對(duì)驟動(dòng)器故障觸點(diǎn)使用描述正確的是…（） A.只

40、能連接直流負(fù)載B.不能超過(guò)DC50mA C.應(yīng)串聯(lián)到主接觸器線圈回路D.正常時(shí)接通 綜合訓(xùn)練: 7,假設(shè)某數(shù)控車(chē)床況套的X軸伺服電機(jī)為SGMSV-10ADA、Z軸伺服電機(jī)為SGMSV-20ADA。試： （1）選擇X、Z軸的伺服驟動(dòng)器型號(hào)；（2）設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)器的主回路電路草圖； （3）選擇斷路器與主接觸器"任務(wù)二、掌握控制回路連接技術(shù) ?怛_想：電機(jī)的控制有何要求? /需要向電機(jī)提供電能。 B主回路（交?直?交變流）。 /能夠控制電機(jī)運(yùn)行。 B外部提供控制信號(hào)，一般為開(kāi)關(guān)量輸入（觸點(diǎn)），稱(chēng)DI信號(hào)（DataInputs）. /能夠檢查膽動(dòng)器狀態(tài). g輸出運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，一般為開(kāi)

41、關(guān)量輸出（觸點(diǎn)），稱(chēng)D。信號(hào)（DataOutputs）?/能夠改變電機(jī)轉(zhuǎn)速、位置。 =外部提供脈沖信號(hào)，稱(chēng)給定信號(hào)。 /能夠檢測(cè)實(shí)際速度、位置。 &輸入速度位置測(cè)量信號(hào)，稱(chēng)反饋信號(hào)。 一、DI/DO信號(hào)與連接1.DI信號(hào)與連接■一 ?常用的DI信號(hào)： C伺服使能（S-ON） 連接站：出廠設(shè)定為CN1S0（可以改變） 作用：控制輸出，信號(hào)ON,逆變管開(kāi)放，電機(jī)通電。 。正/反轉(zhuǎn)禁止（*P-OT/*N-OT） 連接端：出廠設(shè)定為CN142/43（可以改變） 作用：禁止某一方向的運(yùn)動(dòng)，可用于超程控制。 信號(hào)名稱(chēng)前的".代表常閉輸入,即:正常時(shí)應(yīng)ON；輸入OFF時(shí),禁止正J反轉(zhuǎn)

42、。 /DI信號(hào)應(yīng)連接到CN1-40-46； /信號(hào)功能只能在驅(qū)動(dòng)器規(guī)定的范圍內(nèi)選擇，但可.以不使用。 /連接揣連接什么信號(hào).可通過(guò)參數(shù)的設(shè)定選擇.稱(chēng)為“多功能DI”。 ?:?DI信號(hào)的連接 刀對(duì)輸入的要求： /可以是觸點(diǎn)或電子觸點(diǎn)（晶體管輸出）； /驅(qū)動(dòng)能力：^DC24V/50mA； /工作電流：7~15mA; /信號(hào)狀態(tài)：，3.5mA,ON；<1.5mA,OFF。 輸入觸點(diǎn)連接DI信號(hào)，可以根據(jù)妾求選擇或不連 公共輸入驅(qū)動(dòng)電源，必須連接DC24V輸入 。芬一剪: /信號(hào)ON時(shí)，輸入的電流為大? /觸點(diǎn)的接觸電阻最大不能超過(guò)多少? =參

43、考答案: (1) lON=(24-0.5)/3.3=7.12(mA)保證信號(hào)ON最大允許的電阻:氏皿=(24-0.5)/3.5=6.7(kQ) 觸點(diǎn)最大接觸電阻: R=6.7-3.3=3.4(kQ) n電子觸點(diǎn)的連接 +24V 連接DI信號(hào)，可以根據(jù)要求選擇或不連 公共輸入驅(qū)動(dòng)電源，必須連援DC24V輸入 -1J ?可直接連接NPN集電極開(kāi)路輸出信號(hào). 「n卜部電4 IIII 2.DO信號(hào)與連接 ?常用DO信號(hào) 刀報(bào)警(ALM) 連接端：出廠設(shè)定為CN1-31/32(可以改變)作用：驅(qū)動(dòng)器故障時(shí)輸出OFF；正常輸出ON. □準(zhǔn)備好(S-RDY) 連接端：出廠設(shè)

44、定為CN1-29/30(可以改變) 作用：驅(qū)動(dòng)器正常時(shí)瑜出ON,報(bào)警或初始化時(shí)輸出OFF。 。定位完成(CONI) 連接端：出廠設(shè)定為CN1-25/26(可以改變)作用：位丑到達(dá)允差范圍時(shí)ON,運(yùn)動(dòng)或位丑未到達(dá)肘OFF。 ?:?了解三者的大致區(qū)別，相同點(diǎn) /調(diào)速照理相同，都通過(guò)變頻實(shí)現(xiàn)調(diào)速；/主回路相同，都采用PWM逆變電路。 A區(qū)別/控制對(duì)象不同 交流伺服：專(zhuān)用同步電機(jī)：15kW以下；交流主軸：專(zhuān)用感應(yīng)電機(jī)：100kW以下；變頻器：通用感應(yīng)電機(jī)；最大到1000kWo,性能區(qū)別很大（將在后期課中介紹）/用途不同（將在后期課中介紹）?常用伺服驅(qū)動(dòng)品牌 本課程的“伺服驅(qū)動(dòng)''是指可

45、獨(dú)立使用的通用型■伺服耍動(dòng)器。 國(guó)產(chǎn)數(shù)控配套的都是通用伺服。 FANUC、SIEMENS數(shù)控配套的是專(zhuān)用伺服。 ?日本安川（YASKAWA）:￡11系列（廣泛使用）、 EV系列（最新）三菱：MR7系列（常用）、FR73系列（最新）松下：MINAS-A系列（常用）、FR-A5系列（裝新） ?國(guó)內(nèi)KND-SD98/SD100.GSK-DA98/DAT、GS2000等。 5. 常用變頻器品牌 本課程的“變頻器”是指用于通用感應(yīng)電機(jī)控制的通用變頻器。 ?日本安川：CIMR-*7系列（常用）、CIMR-M000系列 （是新）（*=J、V、F、G）三菱：FR--500系列（常用）、FR-

46、*700系列（最新）（*=S、E、F、A） ?:?歐美西門(mén)子（德）:MM420/430/44。系列（常用）旅耐德（法）：ATV系列（常用） 臺(tái)灣、大陸電子產(chǎn)品均為日本早期的山塞產(chǎn)品。 ?練一練（不定項(xiàng)選擇）：_可用來(lái)實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)速度控制的裝置是......（ A.CNCB.PLCC.變頻器D.伺服驅(qū)動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速方案是（）A.變極B.變頻C.調(diào)壓D.變轉(zhuǎn)差率 1. 通用變頻器的控制對(duì)象是（）A.伺服電機(jī)B.感應(yīng)電機(jī)C.直流電機(jī)D.專(zhuān)用電機(jī)變彼器與交流主軸驟動(dòng)毒的主要區(qū)別是...（）A.調(diào)速原理B.電路結(jié)構(gòu)C.控制器件D.電機(jī) ?要點(diǎn):—一/DO信號(hào)應(yīng)連接到CN1的規(guī)定

47、端（見(jiàn)圖4-1.5）； /信號(hào)功能只能在驅(qū)動(dòng)器規(guī)定的范圍內(nèi)選擇.怛列、以不使用? /連接端迎接什么信號(hào)，可通過(guò)參數(shù)的設(shè)定選擇?稱(chēng)為“多功能DO”。 ?DO信號(hào)的連接□輸出規(guī)格： ^CN1-25/26,31/32：2點(diǎn)，光耦獨(dú)立輸出；/CN1-37/38/39：3點(diǎn)，晶體管集電極開(kāi)路輸出、帶公共0V指，公共端CN1-1〈連tSOV）。 /驅(qū)動(dòng)能力：光桐DC5~30V/50mA；晶體管輸出：DC5~30V/20mA。 3.輸入脈沖的連接口作用：位置控制時(shí)的位肯始定輸入。 。連接端：起定為CNL7/8、CN1-11/12（不可改變—。輸入要求：DC5~12V/A20mA 高電

48、平：大于3.7V；低電平：小于2.8V. □連接電路： 線驅(qū)動(dòng)輸出、直接連接 ①楚點(diǎn)R1的計(jì)算 計(jì)算式：5mAW[Vcc-(1.5+0.5)]/R1W20mA Vcc=5V:R1=0.15*0.6kQ VCC=12V：R1=0.5*2kQ VCC=24V：R1=1.1-4.4kQ 3. 電機(jī)編碼器的連接□作用：位置、速度檢測(cè)信號(hào). 。連接端：專(zhuān)用連接器（不可改變）口輸入要求：安川串行數(shù)據(jù)總線輸入n連接電路： 4. 編碼器信號(hào)輸出-］作用：供給jl級(jí)控制裝m的位置、速度反饋信號(hào). □連接端：CN1-33/34.CNL35/36、CN1-19/20. □輸

49、出規(guī)格：DC5V線驅(qū)動(dòng)（A/B相差分脈沖+事脈凍C）r連接電路： |上級(jí)控制器為線驅(qū)動(dòng)接口 上級(jí)控制器為光耦接口  ?練—練: 1. 伺服驅(qū)動(dòng)器DI信號(hào)具有的特點(diǎn)是（）A.功能可通過(guò)參數(shù)定義B.輸入連接方式可變C.輸入電流可調(diào)D.輸入電壓可調(diào) 2. 伺服驅(qū)動(dòng)器D。信號(hào)具右的特點(diǎn)是（）A.功能可通過(guò)參數(shù)定義B.輸出連接方式可變C.輸出電流可調(diào)D.輸出形式可選 3. EV驅(qū)動(dòng)器DI輸入公共端的電壓為（）A.DC5VB.DC12VC.DC24VD.AC200V 4. EV驅(qū)動(dòng)器D。輸出的形式有（） A.繼電器觸點(diǎn)B.PNP集電極開(kāi)路 C.北耦輸出D.NPN集電極開(kāi)路EV驅(qū)動(dòng)器D

50、I可宜接連接的信號(hào)為（） A.按鈕B.NPN集電極開(kāi)路輸出接近開(kāi)關(guān)C,繼電器觸點(diǎn)D.PNP集電極開(kāi)路輸出接近開(kāi)關(guān) 5. 驅(qū)動(dòng)陽(yáng)對(duì)DI信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力要求為…（）A.DC30V/20mAB.DC30V/50mA C.DC24V/20mAD.DC24V/50mA￡典動(dòng)器光搭輸出的驅(qū)動(dòng)能力為（） A.DC30V/20mAB.DC30V/50mAC.DC24V/20mAD.DC24V/50mA 6. EV驢所器品體管輸出的驪動(dòng)能力為......（）A.DC30V/20mAB.DC30V/50mA C.DC24V/20mAD.DC24V/50mAEV驅(qū)動(dòng)器的付置給定是否可使用PNP集電極兀路輸

51、出的脈沖信號(hào)？如能夠，畫(huà)出其連接電路草圖。.. _參考答案: 答：能夠。參考電路如下： 能提供嘔助電流、保證頻率的信號(hào)都可用。 任務(wù)三、識(shí)讀伺服系統(tǒng)工程圖 本書(shū)執(zhí)行DIN40900標(biāo)準(zhǔn)，閱讀教材P83~P88,回答以下問(wèn)嬲: 2.這個(gè)代表什燈 1. 為什么要有邊柩？ l0006-ldX3\ AgXKt 3.PE代表什么？ Fl 7.這個(gè)是什么？ 10.這個(gè)有何用？ 6.為什么這樣而 8.這些數(shù)字何用？ 電流不能調(diào)節(jié)，只能短路保護(hù) 電流可調(diào)節(jié)，能保護(hù)短路、過(guò)栽 許用元器件上的標(biāo)志代替線號(hào) 由線號(hào)的使用與說(shuō)與: 線號(hào)：為了便于連接、檢

52、查所做的標(biāo)記?；疽笕缦拢?導(dǎo)線上的同一連接點(diǎn)不論連接多少條線，都只能使用同一個(gè)編號(hào)。 ,不同的連接點(diǎn)，不允許使用相同編號(hào)。 /除了直接與電源進(jìn)線的導(dǎo)線編號(hào)為nL1/nL2/nL3、直流電源為nL+/nL子卜，其余可自由。 ,對(duì)能夠清晰反映連接關(guān)系的導(dǎo)線，可不使用線號(hào)（見(jiàn)圖）. 11.總開(kāi)關(guān)Q1接通后，哪些部分被直接通電？ 需要KM10接通后加入. KM1接通條件: 1. 芻停S1未按下變頻器無(wú)故障 2. X/Z軸未超程斷路器未動(dòng)作 用啟動(dòng)按|鈕S2核通|主接觸器| 輸入信號(hào):

53、輸出信號(hào): 1. 指令脈沖；1.零脈沖； 2?伺服°N。2.報(bào)警。 點(diǎn):CNC和SV的UM信號(hào)互連1個(gè)控制裝置的輸出可以、井只能作為另一控制裝苴輸入，反之亦然。 1. 必須保注I/O信號(hào)能夠形成電流網(wǎng)路. 2. 零所器報(bào)警時(shí)，CNC必須停止。 。零動(dòng)器的報(bào)居輸出,作為CNC報(bào)蚩輸入。 3. CNC沒(méi)有準(zhǔn)苗好，驪動(dòng)器不能工作。 bCNC的準(zhǔn)備好信號(hào),作為零的器伺服使舟館號(hào). 4. CNC需要執(zhí)行回參考點(diǎn)操作. ?受動(dòng)器的等脈沖信號(hào)需要輸出到CNC. 標(biāo)準(zhǔn)電纜連接簡(jiǎn)單,但沒(méi)有通過(guò)燮動(dòng)器報(bào)警信號(hào)互領(lǐng)主接去器,可靠性存在一定的隱崽! 驅(qū)動(dòng)器報(bào)警信號(hào)連接 CNC輸入 0V線必

54、須互連，才能使CNC輸入電流形成回路!  11 fiv# 備 M4 *a Al C?：00T \ 2 ■G1 發(fā)" G\B-Cf.UP5 i * > G2 15<3 g' 1 AC；DCn1：.JV 4 /g TB2U4 位 ?|CNC輸入 線驅(qū)動(dòng)輸出必須成對(duì)連接！| |保證輸入

55、驅(qū)動(dòng)電波足夠! 明細(xì)表編寫(xiě) 要包括產(chǎn)品的全部信息。 EXP1-90S 士 tr ?》 外舛件明細(xì)表 一 sH i— /標(biāo)題欄 類(lèi)別，一般分如下三類(lèi): 基本件：企業(yè)生產(chǎn)、制造的零部件（注明圖紙的名稱(chēng)）； 標(biāo)準(zhǔn)件：批量采購(gòu)的通用零件，如；等桂、螺母、給圈、接頭等；外購(gòu)件：需要專(zhuān)□采購(gòu)的零部件. 組囹身抽所總床主pfooOso12 90:電氣等. 內(nèi)容欄 圖號(hào)： 基本件：圖紙編羅標(biāo)準(zhǔn)件：國(guó)標(biāo)編號(hào)外

56、購(gòu)件：弋號(hào) I圖紙或器I圖紙通 件的徹醴噂 詳細(xì)型號(hào)^^^I 圖紙的張數(shù)或§8件數(shù)量參數(shù)、生產(chǎn)廠家等附加說(shuō)明 單元五、交流伺服的調(diào)試與維修- 項(xiàng)目五、交流伺服的調(diào)試與維修任務(wù)1、熟悉驅(qū)動(dòng)器的功能與參數(shù)驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)與控制模式 ?驅(qū)動(dòng)器功能/位置控制（基本功能，包含速度、轉(zhuǎn)矩控制） ,速度控制（無(wú)位置控制，包含轉(zhuǎn)矩控制）；/轉(zhuǎn)矩控制（無(wú)位置、速度控制，獨(dú)立用）? ?驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)/主回路通用； ,控制回路為位置、速度、轉(zhuǎn)矩三閉環(huán)結(jié)構(gòu)；/內(nèi)環(huán)可以獨(dú)立使用。 M器結(jié)構(gòu),參見(jiàn)P94、圖5E戾耘 速度控制轉(zhuǎn)矩控制 ?控制模式選擇 守利用驅(qū)動(dòng)器參數(shù)PnOOO.1進(jìn)行

57、選擇。 常用： PnOOO.1=0：速度控制1 無(wú)級(jí)調(diào)速，速度給定為模擬電壓。 PnOOO.1=1：位置控制 E給定為位置脈沖輸入。 PnOOO.1=2：轉(zhuǎn)矩控制 給定為模擬電壓。 PnOOO.1=3：速度控制2 有級(jí)調(diào)速，速度大小由驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)定、通過(guò)DI信號(hào)輸入選擇，最多8級(jí)。 n參數(shù)分類(lèi)/功能型 用來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)器控制功能。 ,數(shù)值型 用來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)器控制數(shù)據(jù)。 。參數(shù)顯示5只、8段數(shù)碼管，見(jiàn)右圖。 /參數(shù)號(hào)顯示 參數(shù)號(hào) Pn：參數(shù)二T/參數(shù)值顯示（數(shù)值型） 1~1 IJ1- -HJ. niu ~1. nruL ~inJu nu 十進(jìn)制

58、，直接顯示數(shù)值，如Pn100=40.0. /參數(shù)值顯示（功能型） pn???.o LPn***.1 —Pn….2 Pn***.3 4字節(jié)、16進(jìn)制，按字節(jié)顯示，顯示0~F。 表示方法：PnOOO.1=A. 二.位置控制及設(shè)定碩件連接的基本要求 /主回路：按照?qǐng)D紙規(guī)定連接： 原理腫73圖4-1.7；實(shí)例見(jiàn)P85/86圖右3.3泠3.4；,電機(jī)與編碼器：按照規(guī)定連接； '參見(jiàn)P85/86圖33.3/4-3.4；/位置給定脈沖輸入：連接到上級(jí)控制器； 。參見(jiàn)P85/86圖4-3.3/4-3.L/DI/DO信號(hào)： DI信號(hào)：一般需要考慮伺服ON（S-ON）、正轉(zhuǎn)禁止（*P-O

59、T）、反轉(zhuǎn)禁止（*N?OT）。 DO信號(hào)：?般需要考虛報(bào)警（ALM）、準(zhǔn)備好（S-RDY）. 1. 基本參數(shù)的設(shè)定?DI信號(hào)定義 根據(jù)P104表牛1.2確定輸入連接端和極性。 ?想想:P85/86圖433/4-3.4所示的數(shù)控車(chē)床使用了哪些DI信號(hào)？參數(shù)如何設(shè)定？ ■參考答案: /使用了S-ON，連接端為CN1-40?.?設(shè)定Pn50A.l=0（輸入,從CN1V0輸入）. /，P9T/*N-OT沒(méi)有使用,但驅(qū)動(dòng)縫求正常時(shí)應(yīng)ON. ?方法:直接取消D助能，設(shè)定: Pn50A.3=8（總是能正轉(zhuǎn)）、Pn50B.0=8（總是能反轉(zhuǎn)） 。解決開(kāi)機(jī)報(bào)警Pot、Not的基本方法! ?

60、:?DO信號(hào)定義 根據(jù)P105好1.4確定輸出連接端和極性。 Q想一想:P85/86圖433/4-3.4所示的數(shù)扇|使用了哪些DO信號(hào)?參瀕何設(shè)定？ ，參考答案: /使用了ALM，連接端為CN1-31/32 問(wèn)題：P105表5-1.4中沒(méi)有ALM的設(shè)定方法？原因:連接端CN1-31/32內(nèi)部規(guī)定為ALM輸出，不要輕易改變，正常使用不需要定義！ ?控制模式選擇 參數(shù)PnOOO.1設(shè)定，位置控制PnOOO.1=1。?:?位置脈沖類(lèi)型選擇 用參數(shù)Pn200.0的設(shè)定選擇，見(jiàn)P102o 。Pn200.。常用設(shè)定 轉(zhuǎn)向可通過(guò)參數(shù)PnOOO.O改變（不重要） Pn200.0=0：脈

61、沖+方向 5曲加nn「nnn正啊 SIGN(CN1im?CN(CN1IVUJ Pn200.0= ：2：A/B兩相90° 差分脈沖 t ?r ?r RM BIIl：i r~l_T~L_T FLCKCT(1?<)1I\ UGNtCNIIVV>L 給定 3.電子齒輪比計(jì)算基本概念 比較器十，?； 控制量調(diào)?尚 con反饃 ?閉環(huán)控制基本要求（十分重要!）: 輸入1脈沖、移動(dòng)（輸出）k單位、反饋1脈沖。 電機(jī)內(nèi)置編碼器的脈沖數(shù)固定，實(shí)際系統(tǒng)中很難保證上述要求。 需要用電子齒輪比參數(shù),匹配輸入/反飼脈沖。 ?電

62、子齒輪比及計(jì)算 劃子齒輪比：在脈｝中輻I入支路增加計(jì)聳環(huán)節(jié)，使電機(jī)f所對(duì)應(yīng)的內(nèi)部指令脈;中和編碼器反饋脈沖一致. 比較器輸出 con -擰制器 out k__ 反反 給定. 電子齒輪比 電機(jī)1轉(zhuǎn)的反饋脈;中數(shù)：Pf（編碼器輸出，不能改變）如：絲杠導(dǎo)程=，；上級(jí)控制器的位置分辨率=扃則：電機(jī)1轉(zhuǎn)所對(duì)應(yīng)的輸入脈;中50 —匹碾求：（翊）x（N/M）=P,如：（N/M）=P,x6//? 二、交流調(diào)速系統(tǒng)的性能與比較技術(shù)指標(biāo) 技術(shù)指標(biāo)：衡量產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量與性能的參數(shù)。 ?調(diào)速范圍 系統(tǒng)在一定負(fù)載下實(shí)際可達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比（或比值）. 變彼器：最大輸出

63、轉(zhuǎn)矩大于120550%（三菱）或：連續(xù)輸出轉(zhuǎn)矩大于50-60%（安川）?/一定負(fù)載#額定負(fù)栽，變頻器只有在額定轉(zhuǎn)速的點(diǎn)上才能輸出額定轉(zhuǎn)矩和功率。 /調(diào)頻范圍尹調(diào)速范圍，不能帶負(fù)栽的調(diào)速無(wú)意義. 【例1】三$FR-A500系列變頻器的輸入頻率范圍為0.01-400Hz（輸入分禱率為0.01Hz）；V/f調(diào)速時(shí)的最小輸出頻率為0.5Hz,最大輸出頻率為120Hz,啟司」狡率為6Hz,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為120%Me,問(wèn)：該變狡矗的調(diào)頻范圍和實(shí)際調(diào)速范圍各為多少？ 分析&說(shuō)明: 輸入頻率范圍：是變頻器輸入電路（A/D轉(zhuǎn)換器）能分辨的輸入范圖.輸入彼率范ffl=A/D轉(zhuǎn)換精度本例：輸入范圈40000（1

64、6缶A/D轉(zhuǎn)換，2仲=65536） :?輸出頻率范圍：是變頻器能夠輸出（控制電機(jī)）的頻率范圍.輸出頻率范圖=調(diào)頻范圈本例：調(diào)頻范R=120:0.5=240 啟動(dòng)狡率：是變彼器能帽輸出啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的最低彼率。啟動(dòng)彼率=計(jì)算調(diào)速范圈的諼小狡率（轉(zhuǎn)速） :?啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：?jiǎn)?dòng)時(shí)（調(diào)速范圍內(nèi)）允許施加的最L負(fù)載轉(zhuǎn)矩.啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩=調(diào)速范圍內(nèi)的最大電機(jī)轉(zhuǎn)矩本例：調(diào)速范圖=120:6=20 。誦俗理解: 輸入分辨率：變彼器的彼率顯示精座。低十分辨率的輸入不能顯示. 最小輸出彼率：變彼器的彼率控制精度。低于最小輸出彼率的狡率不能輸出. 啟動(dòng)殖率：能實(shí)際驅(qū)動(dòng)負(fù)載的最低殖率。低于啟動(dòng)殖率的輸出不能帶負(fù)載。

65、?:?調(diào)速精度 變頻器控制4極（2對(duì)磁極）標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)時(shí)，在額定負(fù)?載F所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速降與畿定轉(zhuǎn)速之比（百分率）-（空載轉(zhuǎn)速?滿教轉(zhuǎn)速）j,定轉(zhuǎn)速JX1OO%/采用閉環(huán)控制時(shí)，變頻器調(diào)速精度一般可以提高10倍. /計(jì)算交流主軸、交流伺服的調(diào)速精度，式中的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)為最高轉(zhuǎn)速。 【例】某數(shù)控車(chē)床的X袖導(dǎo)程為6mm,Z袖導(dǎo)程為10mm,CNC分辨率為0.001mm,電機(jī)內(nèi)營(yíng)編碼88為220P/r,n/M可計(jì)算如下：電機(jī)1轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的反饋脈沖：Pf=22。=1048576X:N/M=PfWh=1048576x0.001/6=1048576/6000Z:N/M=Pfx8$/h=1048576x0.001/

66、6=1048576/10000 ?電子齒輪比設(shè)定 rn甄菠:N——Pn202;M——Pn2O3 EV甄斕g:NPn20E;MPn210（補(bǔ)充到P1O2） EVlHFigffi:Pn2OE=1048576（—般情況） ...XttflK動(dòng)器：設(shè)定Pn210=6000;檢查Pn20E=1048576 Ztt曲殊S:設(shè)定Pn21O=10000;檢查Pn20E=1048576三.綜合練習(xí) 假設(shè)KND100數(shù)控裝逍的位苜分辨率為0.001mm,輸出.豚沖的類(lèi)型為脈沖+方向；P85/86圖433/4-3.4所商紂雙公4的絲杠導(dǎo)程分別為6/12mm,試確再動(dòng)略數(shù). 勺參考答案: ? DI信號(hào)定義： P50A.1=0、P5OA.3=8、P50B.0=8 ? DCH言號(hào)定義：不需要改變出廠設(shè)定. ?控制?模式：PnOOO.l=1 ?:-輸入脈沖類(lèi)型：Pn200.0=0 ?:-電子齒輪比： X軸驅(qū)動(dòng)器：Pn210=6000、Pn20E=1048576 Z抽驟動(dòng)器：Pn210=12000、Pn20E=1048576 任務(wù)2~4:■ 實(shí)踐任務(wù)，對(duì)照教材,自學(xué)/自練。 單元