OUAN-100说明书.doc

OUAN-100系列使用说明书襄樊欧安电气有限公司OUAN-100系列可控硅直流伺服调速装置使用说明书 2006年6月一 概述OUAN-100系列可控硅直流伺服调速装置是一个电枢可逆的逻辑无环流双闭环控制系统，电流环为内环、速度环为外环。它与直流力矩电动机及普通直流电动机配套时，通过改变电动机的电枢电压进行无级调速，通过控制电枢电流反向使电动机可在四个象限内运行，其中、象限为电动状态，、象限内为发电状态。该装置在速度环与电流环之间设计了函数发生器，速度给定值为差动输入、正反给定增设小信号功能转换开关，使其调速范围大幅度增加，它与普通直流电动机配套时，调速比可达5000：1；而且正反两个方向运转时无误差，可实现正反两个方向加工；并且在各种转速下都能平稳运行。本系列产品可用于各种数控机床的进给传动，也可用于其它高精密机床的进给传动和要求具备宽调速范围的生产机械领域的传动控制。二 技术性能1、额定直流输出电压：400V，如果需要其他电压等级输 出则须配相应三相进线变压器2、额定直流输出电流：35A，50A， 75A，90A，3、调速比： 10000：1 （直流力矩电动机） 5000：1 （普通直流电动机）4、转速变化率： 0.3 （nmax）3 （nmin）5、转矩反向时间：10ms6、电动机启、制动时间（电动机空载，其时间可调） 启动 （0Ne） 100ms 制动 （Ne0） 70ms7、电动机启、制动转速超调量（电动机空载） 启动 +5 制动 -38、电网电压： 3相380V10 50/60HZ29、相序： 右旋10、外形尺寸：410248196mm11、安装尺寸： 390218mm12、重量： 10kg13、使用环境：海拔1000米以内（海拔高度超过1000米时，额定输出电流有所下降）。环境温度-10+45，空气相对湿度不大于85，无腐蚀、爆炸及其它危害性气体，无严重导电尘埃及灰尘。三 装置特点：1 电气特点： 本装置设计了二个函数发生器，提高了系统负载补偿能力及电流断续的适应能力，扩大了系统的调速范围。 本装置在逻辑切换单元设计了逻辑切换时封锁触发脉冲的功能环节，确保整流桥功率单元无环流产生，提高了系统的可靠性。 本装置的速度给定值，采用了差动输入和小信号功能转换开关，提高了给定信号抗干扰能力和转矩指令的产生。 本装置设计了相序、缺相、失速、超速、过流等保护。当出现上述故障，本系统会自动封锁脉冲，指示故障类型，同时故障继电器动作，通过常开触点向外部发出保护信号。2 结构工艺特点本装置的控制单元集中在二块线路板上，这样缩小了装置的体积，有利于实现机电一体化和可靠性。四 装置命名： OUAN- 电流等级 0：四象限 1：单项限 0：模拟式 1：数字式 1：直流伺服 2：直流主轴 3：交流伺服 4：交流主轴五 装置外部接线图，外控电路图和装置方框原理图1 装置外部接线图U V W N96 (A1) (A1) 7继电器K430 (A1) (A1) 6428 (A1)26 (A1) (A1) 72 继电器K41U (A1) 731V OUAN-100 (A1) 631W (A1) 571C (A1,0V) 691D (A1) 4417 (A1) (A1) 45 13 (A1) （A1） 14W 220VN 风机外限幅KMFU1-3TCDSFKA3KA3KA25.1KRP 10KKA1 脉冲释放 QFQF故障72,73断开（正常72,73闭合）2,73闭合）肥市速度补偿速度给定电枢电压正转-15V -15V反转+15V -15V速度反馈图1 装置外部接线图2 外控电路图110V停正KA2KMKM启动急停 NSB272 73SB1主回路送电正转SAKA2反转KA3反KA3脉冲释放KA1 图2 外控电路原理图3 工作原理图=UgdUsfSTHS2HS1LTYCFMCP2MCP1ZG2ZG1SFDLKVU,V,W 图3 装置简化方框原理图 ST 速度调节器 HS1 函数发生器 HS2 函数发生器 LK 逻辑控制器 LT 电流调节器 YCF 移相器 MCP1，MCP2 脉冲分配器 ZG1 三相反并联全控整流桥 ZG2 三相整流桥 SF 测速发电机 D直流电动机从图3中可知，本装置是一个典型的双闭环调节系统，关于双闭环系统的调节原理，可以从电动机的起动过程，负载力矩的改变和电网电压的波动等三方面进行分析；其详细的调节过程可以查阅有关资料，在此不再赘述。4 装置方框原理图系统图见书尾（ 1 ）GZ小信号功能转换开关（ 2 ）ST速度调节器（ 3 ）SJ速度绝对值放大器（ 4 ）SZX速度调节器转速限幅（ 5 ）SS速度调节器封锁（ 6 ）BH保护单元（ 7 ）DY控制回路直流电源单元（ 8 ）HS1函数发生器1（ 9 ）HS2函数发生器2（10）GJ给定积分器（11）LK逻辑控制器（12）JD负绝对值放大器（13）DLF电流反馈值及零电流信号（14）LT电流调节器（15）YB三相同步电源滤波器（16）YCF移相器（17）MCP1脉冲分配器（18）MCF2脉冲分配器（19）GF1功率放大器（20）GF2功率放大器（21）ZG三相全控反并联整流桥5 外控端子接线说明XT控制插头图及引出线说明控制插头序 号功 能控制板69速度给定信号地A157速度给定值A113速度反馈信号地A117速度反馈信号A196速度调节器外限幅A164脉冲释放控制A163速度调节器功能转换控制A172故障输出A173A174A144直流电源+15VA115直流电源0VA145直流电源-15VA17直流电源+24VA110直流电源-24VA114直流电源0VA1A2板控制端子PE1C1D1U1V1WA1板控制端子7104445155769171363649672737414主回路1C1D1U1V11W六 OUAN-100系列装置整机调试方法及步骤1 整机调试前的准备工作(1) 认真阅读-外部控制端子接线说明，按本装置外部接线图（参照图1、2）正确接线(2) 本装置机壳接地与大地接地线可靠连接，以防机壳带电而造成人身事故。(3) 准备好必要的测试仪器与电工用具（示波器、万用表、转速表、电流表等）。(4) 直流电动机与机械负载脱开，进行空载联调。2 本装置外部接线按照设计进行检查，接线无误，方可通电进行调试。3 拔掉A1控制板触发脉冲扁平电缆X1、X24 空气开关QF（控制回路）、交流接触器KM（主回路）闭合，装置控制回路（30、28、26）及主回路（1U、1V、1W）得电，检测以下几点信号。（1） 系统电源相序（右旋）检测控制回路-三相交流同步电源（30、28、26）与主回路-三相交流动力电源（1U、1V、1W）的相序及它们之间的测量点电压。A、相序系统图-(7)DY控制回路电源-相序指示测 量 点相 序备 注30、28、26右旋A1板V106 (座标J3)灯不亮相序正确灯亮相序错1U、1V、1W若所测的相序为左旋时，可把端子26、28、30其中任意两个的交流电源线调换一下。控制交流电源的相序就由左旋变为右旋。B、标位电压检测测量点30-1U28-1V26-1W标位电压0V0V0V备注26、28、30 规定为三相380V设定1U、1V、1W也为三相380V若所测的测量点电压中有一个不是近似零伏，而是380V；则标位电压有错，应改换交流动力电源1U、1V、1W的接法；一直改换到所测的三个测量点电压都近似为零伏为止。这样才能保证控制回路所产生的可控硅触发脉冲，与主回路三相动力电源的同步关系。若1U、1V、1W的三相动力电源为220V或其它电压，其测量点电压也对应相应的数值。（2） 电源15V24V直流稳压电源（万用表）标准值+24V10+15V3-15V3控制端子7-0V44-OV45-OVRP5RP6注：用示波器观察15V24V直流稳压电源为稳定的直流电压波形并且无干扰纹波（3） A1控制板各个检测点的输出电压（万用表） 系统图检 查 点座标电 压XJ4（ST给定）J10VXJ2（ST输出）D20VXJ3（HS1输出）D20VXJ10（JD输出）D2-1.5VXJ6（LT输出）E7+8.2V+9V注：当64不加+24V、速度给定电压（XJ4 座标J1）为零伏时，调节电位器RP8的阻值，使电流调节器输出（XJ6座标E7）的电压在+8.2V+9V之间（即整定min=30）。（4） A1控制板各个检测量点的波形（示波器） A、YCF锯齿波（示波器）D8（YCF各引出脚电压数值与波形） 测量点 波形+10V D8/16(A相)t 。180 D8/14(B相)t120 。 D8/15(C相)t 60 。 图4 YCF锯齿波波形图B、检查点（示波器）检查点标准电源D8/5（封脉冲）+13.5V+14.5VD8/712（触发脉冲）0V 无脉冲MCP1D9/3D9/4D9/10D9/11D10/3D10/40V0V0V0V0V0V无脉冲输出无脉冲输出无脉冲输出无脉冲输出无脉冲输出无脉冲输出MCP2D10/10D10/11D11/3D11/4D11/10D11/110V0V0V0V0V0V无脉冲输出无脉冲输出无脉冲输出无脉冲输出无脉冲输出无脉冲输出5KM（主回路）、QF（控制回路）断电，把扁平电缆线X101、X102插入。6 QF（控制回路）闭合把速度给定开关SA1打向正转，KA2,KA1继电器吸合，A2板控制端子64加入+24V脉冲释放，速度调节器封锁解除，系统图-(2)ST速度调节器（1） 调节外接给定电位器RP使XJ4为零伏测量以下检测点检查点座标标准值XJ4J10VXJ2D2调节调零电位器RP7在10V之间漂移摆动（2） 调节外接给定电位器RP使XJ4为-1V，测量以下检测点的电压和波形。测量点座标标准值备 注XJ2D2+8V+10V调节RP4XJ3D2-5V-6VXJ10D2-8V-10VXJ6E7+0.5V+1V调节RP10min=24LKV50(指示灯)C10亮MCP1D7/3D9+14VD7/4D9+14VMCP2D7/10D90VD7/11D90VMCP2脉冲分配器与GF2功率放大器无脉冲输出，D11/11，D11/10，D11/4，D11/3，D10/11，D10/10近似为零电平。D14/16，D14/15，D14/13，D14/12，D14/11，D14/10为+24V。+14V座标 测量点 波 形0VC8 D10/40.3msC8 D10/360C8 D9/11C8 D9/10C8 D9/4C8 D9/3+24V+16V0VB8 D13/160.3msB8 D13/15B8 D13/13B8 D13/12B8 D13/11B8 D13/10 图5 三相全控反并联整流桥可控硅触发脉冲波形图把速度给定开关SA1打向反转，KA3,KA1继电器吸合，A2板控制端子64加入+24V脉冲释放，速度调节器封锁解除，（3） 调节外接给定电位器RP使XJ4为零伏测量以下检测点系统图-(2)ST速度调节器检查点座标标准值XJ4J10VXJ2D2调节调零电位器RP7在10V之间漂移摆动（4） 调节外接给定电位器RP使XJ4为+1V，测量以下检测点的电压和波形。测量点座标标准值备 注XJ2D2-8V-10V调节RP4XJ3D2+5V+6VXJ10D2-8V-10VXJ6E7+0.5V+1V调节RP10min=24LKV54(指示灯)A1亮MCP1D7/3D90VD7/4D90VMCP2D7/10D9+14VD7/11D9+14VMCP1脉冲分配器与GF1功率放大器无脉冲输出，D9/3，D9/4，D9/10，D9/11，D10/3，D10B/4近似为零电平。D13/16，D12/15，D12/13，D12/12，D12/11，D12/10为+24V。+14V座标 测量点 波 形0VC9 D11D/110.3msC9 D11C/1060C9 D11B/4C9 D11A/3C9 D10D/11C9 D10C/10+24V+16V0VB9 D14/160.3msB9 D14/15B9 D14/13B9 D14/12B9 D14/11B9 D14/10 图6 三相全控反并联整流桥可控硅触发脉冲波形图7 QF（控制回路）断电对机械惯量较大的负载或换向要求不高的加工场合可将给定积分器（GJ）加入。A、 把S1转换器（座标I4）由上短接改为下短接。B、 调节RP1电位器可调整给定积分时间。C、 减小机械撞击及倒转。系统图-(10)GJ给定积分器8 速度反馈电阻的整定根据测速发电机的额定电压，配备相应的速度反馈电阻R24、R36（33K）当测速机为110V时R24、R36选用33K/1W反馈电阻，当测速机为51V时R24、R36选用15K/1W反馈电阻。系统图-速度给定与反馈9 空气开关QF（控制回路）、交流接触器KM（主回路）闭合，装置控制回路（30、28、26）及主回路（1U、1V、1W）得电，系统运转。（1） 速度反馈极性的整定把速度给定开关SA1打向反转，KA3,KA1继电器吸合，A1板控制端子64加入+24V脉冲释放，速度调节器封锁解除，调节外接给定电位器RP使XJ4为+1伏测量点标准值备注座标XJ4+1V最大速度给定值10VJ1XJ1-5.1V测速机的额定电压51VG7当万用表所测的速度反馈信号的极性如上所示，则说明此种速度反馈信号线接法正确，否则需改变速度反馈信号线的接法。系统图-速度给定与反馈（2） 速度爬行的整定调节外接给定电位器RP使XJ4为OV伏测量点标准值座标XJ4（速度给定值）0VJ1XJ1（速度反馈值）0VD2当速度给定值为零伏时，如果电动机爬行（XJ10）；可以调节调零电位器RP7，使电动机的转速为零。系统图-速度给定与反馈-(2)ST速度调节器（3） 装置运行的稳定性调节外接给定电位器RP使电动机在低、中、高速三种情况下进行运行；考核装置的运行稳定性，以及电动机在启、制状态下，电流反馈波形的一致性(调整A1板RP14-RP15-RP16微调电位器)A、 测试点：速度给定值XJ4(V)0V0.01V0.1V1V5V10V电动机的转速反馈XJ1(V)0V0.001Ne0.01Ne0.1Ne0.5NeNeNe：电动机运行在额定转速时测速机发出的电压B、 电动机启、制动电流反馈波形 测量点 A1控制板 XJ7，XJ81.21.5Iet 系统图- (7)DY控制回路电源-同步电源若电动机的转速不稳定，可调节ST调节器的比例电位器RP2或检查电动机及测速机。系统图- (2)ST速度调节器（4） 速度反馈系数的整定调节外接给定电位器RP为10V（XJ4）时，通过调节电位器RP5，使电动机的转速为额定值；若RP5调到极限位置，电动机的转速仍然达不到额定转速时，可同时更换R24、R36（33K）电阻。系统图-速度给定与反馈（5） 电流反馈系数的整定更换DLF（电流反馈）单元电阻R135（A1板）的大小，使电动机在高速启、制动电流被限制在1.21.5Ie。系统图-(13)DLF电流反馈（6） ST速度转矩补偿调节RP3改变零转矩大小，一般情况不设置，调整范围06格。（7） 起制动限幅A 、内限幅-将P1短接，调节RP11可用内限幅改变高速起制动，一般不接入，可根据实际使用接入。B 、外限幅-使用外限幅96输入端子（96外限幅一般与输入电压成正比）。C、 改变系统起动特性减小机械撞击。当电动机空载运行正常后，连结直流电动机与机械负载然后进行负载运行（轻中满载）三种情况下运行；三种负荷运行正常后，则整机调试结束，方可投入工业性运行。10 装置保护功能的调整A、 超速保护系统图-(6)BH保护单元速度给定值（XJ4）电动机转速（转/分）指示（V58）10V1.2Ne绿色装置正常时，V58亮；当电机转速超过设定值时，故障指示V58灯熄灭，装置进入超速保护状态。把触发脉冲拉向min=30逆变区，延时0.54S，封锁触发脉冲；事故继电器K4向外发出保护信号。若保护电路不发保护信号时，应调节电位器RP13，一直调到发出保护信号为止。且这种保护状态被记忆；需关断总电源，再重新送电，装置才能重新运行。具有以上功能，才能确认超速保护电路正常。B、 过流保护系统图-(6)BH保护单元速度调节器输出(XJ2)电动机电枢电流(A1)指示灯(V61)810VId=1.21.5Ie(+10V)绿色装置正常时，V61亮；当电机电枢电流超过设定的电流限幅时，过流指示灯V61熄灭，装置进入过流保护状态，把触发脉冲拉向min=30逆变区；延时0.54S，封锁触发脉冲，事故继电器K4向外发出保护信号；若保护电路不发出保护信号时，应调节电位器RP12一直调到发出保护信号为止；且这种保护状态被记忆。需关断总电源后，再重新送电，装置才能重新运行，这时才能确认过流保护电路正常。C、 当26、28、30控制电源任缺一相时，缺相指示灯V62亮，装置进入缺相保护状态。把触发脉冲拉向min=30逆变区，延时0.54S，封锁触发脉冲；事故继电器K4向外发出保护信号。且这种保护状态被记忆；需关断总电源，再重新送电，装置才能重新运行。具有以上功能，才能确认缺相保护电路正常。系统图-(6)BH保护单元D当测速机断线，指示灯V73亮,装置进入失速保护状态。把触发脉冲拉向min=30逆变区，延时0.54S，封锁触发脉冲；事故继电器K4向外发出保护信号。且这种保护状态被记忆；需关断总电源，再重新送电，装置才能重新运行。具有以上功能，才能确认失速保护电路正常。七 维护检修A、 电位器功能序 号功 能RP1给定积分器积分时间调节RP2速度调节器比例调节RP3预加力矩调节RP4ST输出RP5速度反馈RP6=30RP7ST调零RP8=30RP9低速补偿RP10=2432RP11内限幅RP12过流保护RP13超速保护B、 检测点座标A1板检测点参考值座标XJ1速度反