交流伺服驱动器原理及调试

第二编码器 输入接口
脉冲输 入接口
模拟量 接口
编码器 输出接口
四、伺服驱动器的运行控制原理
位置环 电流环 速度环
伺服系统主回路的接线图
松下伺服驱动器I/F速度控制接线图
松下伺服驱动器I/F位置控制接线图
闭环控制的进给驱动系统
三洋伺服系统与数控系统连接图
六、 伺服参数
伺服控制是一个比较复杂的过程，参数的使用也相对比 较复杂，一般伺服参数个数少的也有几十个，多的有七、 八百个，修改起来比较麻烦。但是总的来说，伺服参数可 以分成三类。
模N 模
电机电源 反馈
电 交流电源 源
模 块
块块
进给电动机
（a）集成式
PN
控制模块 1
…
PN
控制模块 2
反馈
电机电源 反馈
电机电源
进给电动机 1
进给电动机 2
（b）分离式
进给驱动装置电源与控制模块的关系
二、伺服驱动器发展趋势
伺服进给系统的要求
1. 调速范围宽
rn nmin/ nmax
2. 定位精度高
速度指令零漂补偿
①在模拟速度控制方式下，利用本参数可以调节 模拟速度指令输入的零漂。 调整方法如下： 将模拟控制输入端与信号地短接。设置参数值， 至电机不转。 电位器
转矩指令输入增益
①设置模拟转矩指令的电压值与转矩 的关系。设置值为指令最高电压对应 的转矩值 ②只在模拟转矩输入方式下有效
最高速度限制
最大力矩为400 N.m。0-C配置α型;0-D配置αC型。 αM加速特性好,从0至最高转速的启动过程为24 ms，
故用于高速加工。
华中数控
1、控制类参数 2、控制运动功能相关的参数 3、逻辑接口相关的一些参数
在参数的调节时，我们主要调节与控制功能相关的一些参 数，其他参数只与设计和硬件相关。基本上伺服系统确定以 后，参数也就确定下来，不需要我们调试人员去修改。控制 功能的参数不多，常用的有几个.
位置指令脉冲输入方式
②通过参数设定为3种输入方式之一； 1：两相正交脉冲输入； 2：脉冲+方向； 3：CCW脉冲/CW脉冲
①设置伺服电机的最高限速值。 ②与旋转方向无关。 ③如果设置值超过额定转速，则实际最高限速 为额定转速。
其他常用参数
最大输出转矩设置
①设置伺服电机的内部转矩限制值。 ②任何时候，这个限制都有效
主轴定向偏移角度
定位完成范围
①设定位置控制方式下定位完成脉冲范围。 ②，当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于 本参数设定值时，驱动器认为定位已完成. ③在位置控制方式时，输出位置定位完成信号.
控制方式选择
用于选择伺服驱动器的控制方式。 0：位置控制方式，接收位置脉冲输入指令； 1：模拟速度控制方式，接收模拟速度指令； 2：模拟转矩控制方式，接收模拟转矩指令； 3：其他(内部速度控制方式)
与速度/转矩控制有关的参数
速度指令输入增益
①设置模拟速度指令的电压值与转速的关 系。设定值为电压对应的转速值. ②只在模拟速度输入方式下有效。
至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间 内可以过载4～6倍而不损坏。
6. 可靠性高 要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、
工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振 动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。
对电机的要求
1、从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要 小，尤其在低速如0.1r/min或更低速时，仍有平稳的 速度而无爬行现象。
3. 有足够的传动刚性和高的速度稳定性
4. 快速响应，无超调
为了保证生产率和加工质量，除了要求有较高 的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性， 即要求跟踪指令信号的响应要快，因为数控系统 在启动、制动时，要求加、减加速度足够大，缩 短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。
5. 低速大转矩，过载能力强 一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚
伺服驱动器
主要内容
一、伺服驱动器的种类及结构 二、伺服驱动器发展趋势 三、 伺服驱动器电气原理： 四、 伺服驱动器的控制原理： 五、伺服驱动器的接口：
六、 与伺服调节有关的参数 七、 进给伺服常见报警 八、进给伺服驱动系统常见故障及处理
一、伺服驱动器的种类及结构
进给驱动装置
交流电源 电 源
P
控 制
控制电路结构 功率电路结构
非熔断丝
交流电源 1 断路器 注 2
注3
L1 L2
器
变 压
L3
PE
注1
接地排
低通滤波器
交流电源 2 注 4
接 触 器 器 注5
灭弧器
电 抗 器 注6
DC24V 开关电源
进给驱动装置电源供电示意图
注7
进给 驱动 装置
交流伺服系统结构图
三相 R 380V S 电源
T
HSV-20P 电源模块
直流公共母线 P
三
软起
相
动及
整
泵生
N
流
控制
器
电路
220V
开关电源
控制
电源 开关电源
MPU AT89S8252
故障检 测电路
FPGA A42MX09
逆变器
霍尔元件
IPM 逆变器
ia ib
SPINDLE (SERVO) MOTOR
门极驱动电路
PG
DSP ADMC401
RS232 串行口
键盘及 显示
பைடு நூலகம்
I/O 控制
2、电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速 大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内 过载4～6倍而不损坏。
3、为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯 量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和 启动电压。
4、电机应能承受频繁启、制动和反转。
三、 伺服驱动器的电气控制原理
1.外部控制电路结构 2.内部电路结构
到达速度范围
①设置到达速度 ②在非位置控制方式下，如果电机速度超过本设定值， 则速度到达开关信号为ON，否则为 OFF。 ③在位置控制方式下，不用此参数。 ④与旋转方向无关。
编码器分辨率
设定伺服电机的光电编码器线数；
伺服电机的磁极对数
设定伺服电机的磁极对数；
位置指令脉冲输入计数 位置指令脉冲反馈输入计数
空载下调试实验
接通伺服驱动器的电源， 先进入测试调整模式, 测试调整模式可以执行伺服驱动器的测试操作,自 整定,报警复位和编辑清除.
进给伺服驱动
FANUC 0系统进给轴的驱动使用交流同步 电动机,目前为α系列。根据其负载特性和快 速性分为: α(标准型) αM(高加速特性) αC(经济型) αL(低惯量型)。