交流伺服与变频技术项目4课件

1、项目四、交流伺服的连接技术任务一、掌握主回路连接技术一. 伺服驱动系统组成 参见P52、图4-1。 硬件组成 = 基本装置 （必须有）+ 选件（可以有）基本装置： 驱动器 + 电机 + 电缆选件：主接触器、DC电抗器、滤波器、制动电阻。连接图控制回路主回路器件及作用进线断路器主回路短路保护用（正规产品上必须加）；可选用通用产品。 进线主接触器 一般需要安装。 原因： 主回路需要单独控制通/断； 驱动器故障时不能加入主电源。 滤波器：消除干扰，可以不使用； 直流电抗器：抑制高次谐波，可以不使用； 制动电阻：提高制动能力，根据需要选用。二、主回路连接主回路主电源：产生驱动器的直流母线电压；控制电源

2、：产生驱动器内部控制电压。连接要点主电源连接到L1/L2/L3 ；控制电源连接到L1C/L2C；电机连接到U/V/W；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联到主接触器通断控制回路。 典型电路（参见P54，图4-3 ）控制主电源主电源通断故障触点 主电源通/断控制控制电源L1C/L2C故障触点ALM+/-主电源L1/L2/L3 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：为什么要这样？ 输入要求 AC200V：额定AC200/230V+10%-15% 200V-15% = 170V；230V+10% = 25

3、3V； AC200V的输入范围为：AC170253 V AC400V：额定380/480V +10% -15% 380V-15% = 323V；480V+10% = 528V； AC400V的输入范围为：AC325528 V 频率用户改变不了，不要考虑。 故障触点只能驱动DC30V/50mA，所以，要加中间继电器。三、元器件选择 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：驱动器容量 电机功率 输入容量参见P48表3-5。 主接触器 额定电流的

4、计算同断路器； 线圈电压按控制电路的电压要求选择。【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： 1. 线路：画上标准电路。2. 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 ： 1. 驱动器主

5、回路安装断路器的目的是（ ）A. 控制驱动器启停 B. 控制主电源通断C. 主回路短路保护 D. 主回路欠压保护2. 驱动器主回路安装接触器的目的是（ ）A. 控制驱动器启停 B. 控制主电源通断C. 主回路短路保护 D. 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正确的是 （ ）A. 控制电源先加入 B. 主电源通断用故障触点控制C. 主电源先加入 D. 控制电源通断用故障触点控制 4. 额定电压为3AC200/230V的驱动器，其输入电压允许的范围为（ ） A. 200230V B. 170264V C. 180264V D. 170253V 5. 额定电压为3AC38

6、0/480V的驱动器，其输入电压允许的范围为 （ ） 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（ ） A. 只能连接直流负载 B. 不能超过DC50mA C. 应串联到主接触器线圈回路 D. 正常时接通综合训练 ： 7. 假设某数控车床配套的X轴伺服电机为SGMSV-10ADA、Z轴伺服电机为SGMSV-20ADA。试：（1）选择X、Z轴的伺服驱动器型号；（2）设计驱动器的主回路电路草图；（3）选择断路器与主接触器。任务二、掌握控制回路连接技术想一想： 电机的控制有何要求？需要向电机提供电能。 主回路（交

7、-直-交变流）。能够控制电机运行。 外部提供控制信号，一般为开关量输入（触点），称DI信号（Data Inputs）。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（触点），称DO信号（Data Outputs）。能够改变电机转速、位置。 外部提供脉冲信号，称给定信号。 能够检测实际速度、位置。 输入速度位置测量信号，称反馈信号。任务二、掌握控制回路连接技术想一想： 电机的控制有何要求？需要向电机提供电能。 主回路（交-直-交变流）。能够控制电机运行。 外部提供控制信号，一般为开关量输入（触点），称DI信号（Data Inputs）。能够检查驱动器状态。 输出运行状态信号，一般为开关

8、量输出（触点），称DO信号（Data Outputs）。能够改变电机转速、位置。 外部提供脉冲信号，称给定信号。 能够检测实际速度、位置。 输入速度位置测量信号，称反馈信号。一、 DI/DO信号与连接1. DI信号与连接 常用的DI信号： 伺服使能（S-ON） 连接端：出厂设定为CN1-40（可以改变） 作用：控制输出，信号ON，逆变管开放，电机通电。 正/反转禁止（*P-OT/*N-OT） 连接端：出厂设定为CN1-42/43 （可以改变） 作用：禁止某一方向的运动，可用于超程控制。 信号名称前的“ * ”，代表常闭输入，即：正常时应ON；输入OFF时，禁止正/反转。要点： DI信号应连接到

9、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”。 DI信号的连接 对输入的要求： 可以是触点或电子触点（晶体管输出）； 驱动能力：DC24V/50mA； 工作电流：715mA; 信号状态：3.5mA，ON；1.5mA，OFF。 触点信号的连接（参见P65，图4-16 ）公共输入驱动电源，必须连接DC24V输入连接DI信号，可以根据要求选择或不连输入触点信号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： 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：（1） ION

10、=（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） 电子触点的连接（参见P65，图4-17 ）公共输入驱动电源，必须连接DC24V输入连接DI信号，可以根据要求选择或不连 NPN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2. DO信号与连接 常用DO信号 报警（ALM） 连接端：出厂设定为CN1-31/32（不能改变！） 作用：驱动器故障时输出OFF；正常输出ON。

11、准备好（S-RDY） 连接端：出厂设定为CN1-29/30（可以改变） 作用：驱动器正常时输出ON，报警或初始化时输出OFF。 定位完成（CONI） 连接端：出厂设定为CN1-25/26（可以改变） 作用：位置到达允差范围时ON，运动或位置未到达时OFF。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”。 DO信号的连接 输出规格： CN1-25/26、31/32：2点，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C

12、N1-1（连接0V）。 驱动能力：光耦DC530V/50mA； 晶体管输出： DC530V/20mA 。 连接电路 光耦输出（参见P62，图4-10 ）CN1-25 (CONI+)CN1-31(ALM+)二极管极性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 NPN集电极开路输出（参见P62，图4-11 ）输出端连接负载公共端连接电源0V二极管极性不能错SGALO1ALO33. 输入脉冲的连接 作用：位置控制时的位置给定输入。 连接端：规定为CN1-7/8、 CN1-11/12 （不可改变） 输入要求： DC512V/520mA 高电平：大于3.

13、7V；低电平：小于2.8V。 连接电路（参见P63，图4-12 ） :线驱动输出、直接连接CN1-7CN1-8集电极开路信号要加限流电阻电流方向不能错ON压降不能超过1.5V要点： R1的计算计算式：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DC12V电源驱动1.可以为“无源”信号；2. ON压降不能超过1.5V CN1-3/13/18电流方向不能错 CN1-1/2要连接0V端4. 电机编码器的连接 作用：位置、速度检测信号。 连接

14、端：专用连接器（不可改变） 输入要求： 安川串行数据总线输入 连接电路（参见P64，图4-15 ） :连接端不能改变使用双绞屏蔽线另一种连接器： 4 C 5 D 6 H 3 G FG J5. 编码器信号输出 作用：供给上级控制装置的位置、速度反馈信号。 连接端：CN1-33/34、CN1-35/36、CN1-19/20 输出规格：DC5V线驱动（ A/B相差分脉冲 + 零脉冲C） 连接电路（参见P64，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 ：1. 伺服驱动器DI信号具有的特点是 （ ）A. 功能可通过参数定义 B. 输入连接方式可变C. 输入电流可调 D. 输入电

15、压可变2. 伺服驱动器DO信号具有的特点是 （ ）A. 功能可通过参数定义 B. 输出连接方式可变C. 输出电流可调 D. 输出形式可选3. V驱动器DI输入公共端的电压为（ ）A. DC5V B. DC12V C. DC24V D. AC200V 4. V驱动器DO输出的形式有 （ ） A. 继电器触点 B. PNP集电极开路 C. 光耦输出 D. NPN集电极开路 5. V驱动器DI可直接连接的信号为 （ ）A. 按钮 B. NPN集电极开路输出接近开关C. 继电器触点 D. PNP集电极开路输出接近开关6. V驱动器对DI信号的驱动能力要求为 （ ）A. DC30V/ 20mA B. D

16、C30V/ 50mA C. DC24V/ 20mA D. DC24V/ 50mA 7. V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（ ）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PNP集电极开路输出的脉冲信号？如能够，画出其连接电路草图。 参考答案：答：能够。参考电路如下： 要点：能提供驱动电流、保证频率的信号都可用。任务三、识读伺服系统工

17、程图 本书执行 DIN40900 标准。阅读教材P69P75，回答以下问题：1. 为什么要有边框？2. 这个代表什么？3. PE代表什么？4. 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？电流不能调节，只能短路保护电流可调节，能保护短路、过载6. 为什么这样用？7. 这个是什么？8. 这些数字何用？10. 这个有何用？9. 这些数字何用？ 线号的使用与说明： 线号：为了便于连接、检查所做的标记。基本要求如下： 导线上的同一连接点不论连接多少条线，都只能使用同一个编号。 不同的连接点，不允许使用相同编号。 除了直接与电源进线的导线编号为nL1/ nL2/ nL3、直流电源为n L

18、+/n L-外，其余可自由。 对能够清晰反映连接关系的导线，可不使用线号（见图）。允许用元器件上的标志代替线号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. 伺服驱动器控制电源；5. AC220V控制电源；6. AC24V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：1.急停S1未按下2.变频器无故障3. X/Z轴未超程4.断路器未动作主接触器用启动按钮S2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：指令脉冲；伺服ON。输出信号：零脉冲；报警。 要点： CNC和SV的I/O信