三菱电机伺服培训课程讲义

1、1讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved三菱电机自动化培训课程讲义欢迎大家来参加三菱AC伺服产品的培训课程！2讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved伺服培训课程内容伺服培训课程内容n第一章第一章 通用伺服系统简介通用伺服系统简介n第二章第二章 三菱伺服产品概要三菱伺服产品概要n第三章第三章 通用伺服系统的结构通用伺服系统的结构n第四章第四章 J J2 2s s放大器的信号与接线放大器的信号与接线n第五章第五章 demodemo箱的组成及相关实验箱的组成及相

2、关实验n第六章第六章 总结总结3讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved1.1、伺服系统的构成、伺服系统的构成第一章第一章 通用伺服系统简介通用伺服系统简介4讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved* 日本最常用的模式* 易于产品支持 * 高位置环增益(半闭环) 脉冲串其它控制器编码器反馈1.2、脉冲串定位系统框图、脉冲串定位系统框图5讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved运动控制(位置控制

3、)驱动器和电机MR-H-ANMR-J2S-AMR-J2-AFX PLC10GM20GMGPPPC1PGMR-H-BNMR-J2S-BMR-J2-BSSCNETSSCNETSSCNETMR-H-KBN4MR-H-KAN4MR-C-AMR-J2-Jr-A人机界面HMI运动控制器 (最大 32轴)A/Q 系列 PLCFX系列PLC控 制(I/O)模拟量信号模拟量信号脉冲串脉冲串定位模块AD75P1-P3QD75P1-P4AD75M、A1SD75M定位模块FX PLC第二章第二章 三菱伺服产品概要三菱伺服产品概要6讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Right

4、s Reserved2.1、上位控制系统、上位控制系统定位模块产品定位模块产品单轴控制单轴控制 FX系列： FX-10GM，FX2N-10GM，FX2N-1PG AnS系列：A1SD70，A1SD75P1-S3 A系列： AD75P1，AD75M1，AD70 Q系列： QD75P1，QD75M1，QD75D1F X 2 N - 1 0 G MF X 2 N - 1 0 G MFX 2N-1PGFX 2N-1PG第二章第二章 三菱伺服产品概要三菱伺服产品概要7讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved2轴控制FX系列： FX1S/

5、FX1N系列PLC，FX-20GM， FX2N-20GMAnS系列：A1SD71，A1SD75P2A系列： AD71，AD72，AD75P2，AD75M2Q系列： QD75P2，QD75D2，QD75M23轴系列AnS系列： A1SD75P3A系列： AD75P3，AD75M32.1、上位控制系统、上位控制系统定位模块产品定位模块产品8讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved2.1、上位控制系统、上位控制系统定位模块产品定位模块产品4轴及以上系列控制PLC模块： QD75P4，QD75M4 QD70P4，QD70P8运动控制器

6、： A171SH，A172SH A173UH，A273UH运动控制CPU：Q172CPU，Q173CPU9讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved2.2、三菱电机伺服放大器分类、三菱电机伺服放大器分类MR-C 系列容量范围：30-400W通用型，位置控制实时增益自动调整功能MR-J2/J2S 系列容量范围：50-7000W通用型，优良性价比实时增益自动调整功能MR-H 系列容量范围：50W55KW通用型，宽广功率范围低噪音运行MR-E 系列容量范围：100W2KW通用型，高水平自动调谐自适应振动抑制控制MR-J3 系列容量范围

7、：50W-3.5KW实现高速度、高精度紧急调谐功能10讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved伺服放大器性能简介伺服放大器性能简介5050W-55KWW-55KW模型自适应控制模型自适应控制在线自调整方式在线自调整方式串行指令系统串行指令系统 (- (-H HB)B)单轴位置控制器单轴位置控制器(-(-H HAC)AC)CECE标志标志,UL,UL认证认证30W-7KW30W-7KW和和MR-J2MR-J2系列兼容系列兼容高响应速度高响应速度1717位位ABSABS编码器编码器RS232C/RS422RS232C/RS422通

8、讯接口通讯接口丰富的软件功能丰富的软件功能全闭环系统（开发中）全闭环系统（开发中）100100W-2KWW-2KW简化操作简化操作位置控制位置控制自适应控制自适应控制在线自调整方式在线自调整方式继承继承J2sJ2s的高性能的高性能CECE标志标志,UL,UL认证认证MR-HMR-HMR-J2SMR-J2SMR-EMR-E11讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved伺服放大器容量性能分布图伺服放大器容量性能分布图 (w)(w) 1010 30 50 100 350 400W 7KW 55KW30 50 100 350 400W

9、7KW 55KW MR-J2 MR-J2 SuperSuperMR-HANMR-HANMR-H-KN4 400VMR-H-KN4 400VMR-CMR-CA : 位置/速度/转矩B : SSCNET总线性C : 1 单轴位控内置型性能MR-J2MR-J2MR-EMR-EMR-J3MR-J312讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights ReservedMR-J2S-10 A 1-MR-J2S-10 A 1-系列名称：MR-C/J2S/H放大器容量10、20、40、60、70、100、200、350、500、70011k、15k、22k、30k、3

10、7kA：标准型B：SSCNET型C：单轴定位内置型无：标准型，EN兼容UL：UL兼容无：三相200V 1：单相100V 伺服放大器选型伺服放大器选型13讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved伺服电机性能指标伺服电机性能指标2.3、伺服电机的分类、伺服电机的分类14讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved电机系列： HA/HCM超低惯性，小容量F低惯性，小容量S中惯性，中容量R低惯性，中容量U低惯性，中小容量使用串行绝对/增量编码器0550W1-7100-75

11、0W10-351-3.5kW11-45k11-45kW11000rpm22000rpm33000rpmB:电磁抱闸无：不带抱闸无：不带GBG1：一般用G2：高精度无标准K带键槽DD型轴无标准型ECEN标准ULUL标准HC-MF，HA-FF系列：HC-SF，RF，UF系列：无标准型ULUL标准HC-MHC-M F053F053 S S- -伺服电机选型伺服电机选型15讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved第三章、第三章、AC伺服系统的结构伺服系统的结构n3.1、伺服放大器的组成主回路、伺服放大器的组成主回路 1 2 3 2RB

12、DC16讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reservedn一一、整流回路整流回路 将交流转变成直流 可分为单相和三相整流桥n二、直流中间环节二、直流中间环节 1、平滑电容 对整流电源进行平滑，减少其脉动成份 3.1、伺服放大器的组成主回路、伺服放大器的组成主回路17讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved 2、开启电流吸收回路、开启电流吸收回路 吸收放大器上电时产生的尖峰电流 平滑电容充电完成之后开关短路RB 3、再生制动回路、再生制动回路 所谓再生制动就是指马达的实

13、际转速高于指令速度时，产生能量回馈的现象。 再生制动回路就是用来消耗这些回馈能源的装置。3.1、伺服放大器的组成主回路、伺服放大器的组成主回路18讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved 按照再生制动回路的种类，可以分为： 1、小容量电容再生制动方式 2、中等容量电阻再生制动方式 其中又可分为其中又可分为： 内置电阻方式内置电阻方式 外接电阻方式外接电阻方式 外接制动单元方式外接制动单元方式 3、大容量电源再生方式3.1、伺服放大器的组成主回路、伺服放大器的组成主回路19讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA

14、技术服务中心 All Rights Reserved3.1、伺服放大器的组成主回路、伺服放大器的组成主回路 4、动态制动器 动态制动器具有在基极断路时，在伺服马达端子间加上适当的电阻器进行短路消耗旋转能，使之迅速停转的功能。n逆变回路 生成适合马达转速的频率、适合负载转矩大小的电流，驱动马达。 逆变模块采用IGBT开关元件。 20讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved3.1、伺服放大器的组成其他回路、伺服放大器的组成其他回路n采样电路采样电路 采样电压、电流、温度等n控制电路控制电路 设定与显示 生成PWM驱动信号n信号处理

15、与保护回路信号处理与保护回路21讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved控制回路运行原理控制回路运行原理n由位置控制环、速度控制环、电流控制环组成。由位置控制环、速度控制环、电流控制环组成。CSPg1$pg2Pg1$pg2Vg1$vg2Vg1$vg2M负载调节调节P指令脉冲与反馈脉冲在偏差计数器中累加之后形成速度指令，然后再与速度反馈累加形成电流指令控制PWM回路，驱动伺服电机。22讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved PWM脉宽调制的控制原理脉宽调制的控

16、制原理调制波电流指令电流指令的值大于调制波的值时逆变模块导通，电流指令的值大于调制波的值时逆变模块导通，反之关断，如图示脉冲输出等效正弦波输出反之关断，如图示脉冲输出等效正弦波输出。23讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved3.2、伺服电机的分类、伺服电机的分类nSM型伺服电机 又称为同步型又称为同步型ACAC伺服马达，在转子上配置永久磁铁、定子伺服马达，在转子上配置永久磁铁、定子上配置通电线圈，在定子线圈上流过对应转子动作（转速、上配置通电线圈，在定子线圈上流过对应转子动作（转速、方向、输出转矩）的电流方向、输出转矩）的电

17、流nIM型伺服马达 又称为感应型伺服马达，采用矢量控制的方法。又称为感应型伺服马达，采用矢量控制的方法。 将定子侧电流将定子侧电流I I1 1分解成分解成I IA A+I+IB,B, ,并分别控制这两个电流，产并分别控制这两个电流，产 生与生与SMSM型马达相同的转矩特性。型马达相同的转矩特性。24讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights ReservedAC伺服电机的构造伺服电机的构造n1 1、定子及定子绕组、定子及定子绕组 三相绕组在空间相差三相绕组在空间相差120120O O 要求输入电源时间相差要求输入电源时间相差120120O O 产

18、生旋转磁场产生旋转磁场n 2 2、转子及转子磁条、转子及转子磁条 转子结构永久磁体转子结构永久磁体 产生恒定磁场产生恒定磁场 n 3 3、光电编码器、光电编码器 25讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights ReservedAC伺服电机的构造伺服电机的构造需更大的空间和绕组需更大的空间和绕组 编码器等编码器等高密度高密度绕组绕组 模块化模块化 高度集成高度集成钕铁钕铁磁磁材料材料磁场密度磁场密度电流密度电流密度其它技术其它技术26讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved伺服电机

19、体积的减小伺服电机体积的减小HC-MHC-M( (S)S)W W 电机例电机例 1995 199527讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights ReservedHC-SF(S) 和和 HA-SE 马达的体积比较马达的体积比较263145120223HA28讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved3.3、编码器的功能、编码器的功能n组成部分：组成部分： 码盘、旋转轴、码盘、旋转轴、LEDLED、光传感器、光传感器n功能：功能： 位置、速度、磁极位置、绝对位置位置、速度、磁极位置、

20、绝对位置n信号种类信号种类: : ab ab相脉冲相脉冲29讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved编码器的尺寸编码器的尺寸17位位(131072)ABS以前产品以前产品 20%现在产品现在产品30讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights ReservednAB相脉冲编码器的信号编码器的信号 A相脉冲串(A超B90度,定义为正转) B相脉冲串 (B超A90度,定义为反转)位置位置 速度速度 方向方向 Z相脉冲(电机每转一圈发生一个脉冲,并作计数)31讲义讲义 Copyright

21、 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved第四章第四章 J2s放大器的信号与接线放大器的信号与接线接头和信号接头和信号的排列如图的排列如图CN1A/CN1B的信号功能的信号功能请参考请参考P3-1332讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved33讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved34讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved第五章第五章 demo箱的组

22、成及相关实验箱的组成及相关实验CONTROL BOXJ J2 2s s的的demodemo箱由定位模块箱由定位模块FxFx2n2n-10gm-10gm、外部控制设备、外部控制设备、J J2 2s s伺服放大器、伺服放大器、HC-mfs23HC-mfs23组成。组成。35讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved5.1、J2S的显示与操作的显示与操作通过伺服放大器前面的通过伺服放大器前面的5段段7位位LED显示器和显示器和4个个按键，可进行状态显示、参数设置故障诊断等功按键，可进行状态显示、参数设置故障诊断等功能能。4 4个功能键

23、分别如下个功能键分别如下：MODE:MODE:功能菜单的切换UP :UP :菜单的上下选择DOWN:DOWN:菜单的上下选择SET :SET :功能的确认、参数的读写CN1ACN1A、CN1B CN1B 作为放大器的I/O口CN2 CN2 编码器的连接 CN3 CN3 通讯口或仪表输出36讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reservedn实验1 参数初始化（参照P/5_2的参数表）n实验2 带*号参数的区别 Pr.19参数的设置n实验3 历史报警记录的清除 5.1、J2S的显示与操作的显示与操作37讲义讲义 Copyright 200

24、5 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved5.1、 J2S的显示与操作诊断模式的显示与操作诊断模式n实验实验1 1 点动运行n实验实验2 2 无电机运行 n实验实验3 3 自动VC补偿n实验实验4 4 强制输出转矩限制信号38讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved5.2、放大器控制模式、放大器控制模式n位置控制（P） n速度控制（S）n转矩控制（T）* 参数在那个控制模式下起作用，详见P5_2的参数列表。39讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Right

25、s Reserved5.2、放大器控制模式转速控制、放大器控制模式转速控制（s）n实现转速控制需要的条件vcmPr.810Pr. 7275Pr.11、12Pr.4140讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved5.3、多段速实验、多段速实验n在速度控制模式下如何实现多段速控制在速度控制模式下如何实现多段速控制 步骤步骤1、将放大器定义为速度控制模式、将放大器定义为速度控制模式 步骤步骤2、将多段速（、将多段速（7段）分别设置为段）分别设置为100700RPM 步骤步骤3、熟悉端子输入功能定义参数、熟悉端子输入功能定义参数Pr.4

26、348 然后分别定义端子然后分别定义端子sp1、sp2、sp3 步骤步骤4、利用端子、利用端子sp13的组合实现的组合实现7段速的功能。段速的功能。41讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved5.4、转矩限制实验、转矩限制实验n在转速控制模式下，进行转矩限制在转速控制模式下，进行转矩限制 内部转矩限制（Pr.28 ） 在放大器运行时对输出 转矩进行钳制，设置范围为0100% 外部转矩限制的设定 定义端子功能 TL (Pr.43 Pr.48)使外部转矩生效 了解内部与外部转矩限制的关系。 42讲义讲义 Copyright 200

27、5 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved5.5、转速、转速/转矩切换实验转矩切换实验n速度/转矩控制切换模式的定义n控制切换开关（LOP)的定义 转速控制与转矩控制下，电机转速方向相同吗？ 如何将转速方向改为相同？n转矩控制下的速度限制 SP1 & VLA43讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rights Reserved1、电子齿轮比的设置、电子齿轮比的设置n电子齿轮比的概念 对于输入的脉冲，可以乘上任意的倍率使机械运行。n电阻齿轮比的范围 J2s的设定范围为1/50CMX/CDV5005.6、放大器控制模式位置控制、放大器控制模式位置控制（p）44讲义讲义 Copyright 2005 三菱电机上海FA技术服务中心 All Rig