Unidrive M700 交流和伺服驱动器Unidrive M700 交流和伺服驱动器产品简介
顶级感应和永磁伺服电机性能伴随实时以太网
M700 通过精确的电机控制、板载实时以太网（IEEE 1588 V2精确时间协议）、先进的运动控制以及用于位置捕捉的高速I/O 实现机器最高生产率, 让机器制造商可以轻松地制造更复杂和灵活的机器。
通过客户选择的电机实现机器最高生产率
凭借对几乎任何类型的工业电机的超卓控制性能，Unidrive M可实现机器最高生产率：
?交流感应电机
?永磁电机
?伺服电机
?同步磁阻电机
?线性电机
使用合适的编码器技术实现最佳性能和最大的可选择性
Unidrive M700 有助于您基于具体应用的性能和成本选择合适的编码器技术。板载反馈接口具备多通道的高性能连接，并支持几乎任何标准编码器反馈技术，包括Resolver、BISS 和EnDat 等设备。
优质选择，卓越性能及开放式技术
Unidrive M 智能机器架构采用便于以太网和机器控制编程的高性能开放式技术，让机器制造者能够访问庞大的工程师人才库和选择自动化组件。
可轻松访问机器控制功能
软件工具、键盘和存储设备可轻松快捷地访问Unidrive M 在配置、监控和诊断方面的机器控制功能。可添加所需的额外功能
Unidrive M700 可支持多达3 个可选插入式系统集成(SI) 模块，这些模块让它们可与制造自动化系统和其他厂商提供的设备无缝集成。提供的功能包括通讯系统、扩展I/O、反馈设备、增强型安全功能及可扩展
运动控制。
智能机器架构——开放式技术卓越的性能
Control Techniques 智能机器架构是一种实现自动化的开放式方法，旨在实现机器最高生产率。这可以通过由开放式且全球可用的工业标准以太网连在一起的智能控制设备、传感器与执行器组成的同步高性能网络来实现。开放式标准可为机器制造者和OEM带来巨大效益：
?每个机器组件均可选择“同级最优”的产品
?熟悉的标准加快了机器开发和创新的速度
?广泛接受的开放式标准有利于招聘具备所需专业知识的熟练工程技术人员
智能机器架构有何不同之处？
?标准网络硬件——没有限制的可集成性
?轻松获得出色的性能——先进且易于使用的软件工具，经测试可加快机器开发并能使机器发挥最佳性能?网络效率得到提高——非集中式网络智能消除了网络流量瓶颈
?包容性网络——支持PROFINET、EtherNet/IP 和Modbus TCP/IP，允许与全球自动化供应商提供的最广泛的自动化设备交互
?独有的领先技术——智能机器架构以客户的反馈为基础并且自始至终只采用领先的开放式标准
EC 61131-3 运动和自动化编程
Unidrive M 让用户可以选择在驱动器内整合机器控制功能：
?简单的基于CODESYS 的板载PLC
? 1.5 轴高级运动控制器，主要特性包括：
?250μs 循环时间
?运动曲线生成器
?电子齿轮
?CAM 插补
?寻原点功能
?高速位置捕捉
?高性能MCi200 和MCi210 机器控制模块（有助于获取更多的控制性能）
机器控制工作软件——由CODESYS 驱动
Control Techniques 的机器控制工作软件为对Unidrive M 新的自动化和运动控制功能进行编程提供了一个灵活、直观的环境。这个新软件可提供以下方面的编程：
?Unidrive M700 的板载PLC
?高性能MCi200 和MCi210 机器控制模块
?以太网网络数据配置
机器控制工作软件由CODESYS 驱动，CODESYS 是领先的开放式软件，可用于进行机器控制编程。编程环境完全符合IEC 61131-3，这意味着很容易熟悉，因此可供全世界的控制工程师快速、简便地使用。
支持以下IEC 61131-3 编程语言：
?结构化文本(ST)
?功能块图(FBD)
?结构化功能图(SFC)
?梯形图(LD)
?指令表(IL)
还支持：
?连续功能图(CFC)
直观的智能感知功能有助于写入一致、可靠的程序，加速软件开发。程序员可以使用充满活力的开放源代码社群获取功能块。Control Techniques 还支持客户自己创建的功能块库，使用用户定义的监视窗口在线监控程序变量，并支持在线程序更改。
高效的开放式同步以太网
Control Techniques 智能机器架构使用标准以太网将机器控制器部件与其它设备（如PC、I/O 和HMI 等）连接在一起。以太网可为机器制造者和生产商提供切实的优越性：
?通过高性能稳定的以太网实现最高机器生产率，适合全面的机器自动化及要求较高的同步运动功能。?与未来将装有数十亿节点的IT 以技术为基础的工业发展趋势相符，让您进行前瞻性投资。
?有大量的网络监控和诊断工具可供选择。
凭借以太网技术的不断进步，标准以太网硬件目前能够在工业网络中提供最高级别的机器性能。对于驱动器、PC、I/O 和其它设备之间的通讯，Unidrive M 使用TCP/IP 和UDP 等开放式协议，可提供卓越的性能：?低于1μs 的网络同步（通常小于200 ns）
?250μs 的循环时间，适用于要求最严苛的运动应用
?几乎无限的节点数
?通过管理非实时以太网信息的网络网关实现带宽保护
?主机/从机和对等通信能力
网络同步
网络同步在许多行业中都是一种非常常见的需求，这些行业包括工业自动化、娱乐、通讯和发电等。这种需求推动了精确时间协议(PTP) 标准的开发，该标准为精确同步以太网网络中所有具备PTP 能力节点的时钟提供了一个机制。PTP 由国际标准IEEE1588 V2 定义。
PTP 的广泛应用促使了芯片制造商提供支持此协议的经济的网络控制器。这可以让用户有大量的、越来越多的网络产品选择，这些网络产品可以经济有效地集成PTP，包括工业以太网交换机和I/O。Unidrive M 在驱动器的双端口以太网交换机上集成了PTP，能够在以太网网络中实现高精度同步。
IEEE 1588 V2 时钟说明
IEEE 1588 V2 分布式时钟用于自动同步所有驱动器的位置、速度以及电流环。
流量管理
通过网络网关管理非关键网络流量
Unidrive M 在驱动器的双端口交换机中集成了网络网关功能。它可以使用区分服务代码点(DSCP) 和服务质量(QoS) 标准、通过消除或延迟来自控制网络外部的非重要信息来保护网络带宽。最大限度地减少延迟服务质量(QoS)
?提供优先处理时间关键信息的方法。
?进入交换机的信息将根据它们的标记优先级按顺序排列。
?首先从具有较高优先级的队列中获取从交换机中出来的信息，允许高优先级帧跳跃至低优先级帧前面。增强型机器集成
可扩展的安全功能
机器安全功能可在保护人员和资产的同时提高机器生产能力，有助于满足SIL3（安全完整性等级3）的要求。M700 提供不同等级的集成安全功能以满足各种制造需求，减少了外部组件和机器成本。
?安全转矩关断(STO) 输入端可提供简单的初级安全集成。
?SI-Safety 模块*可提供一种满足IEC 61800-5-2 功能安全标准的可编程的智能解决方案，涵盖众多功能，包括STO、安全停机 1 和2、安全限速及安全速度监控。* 今后发布
灵活的通用型编码器端口
通过同时连接多达三个**标配的高性能编码器通道增加灵活性和减少系统成本。例如，驱动器可以与一个反馈编码器、给定编码器连接，同时提供仿真编码器输出，而无需额外的系统集成模块。
?两个通用型编码器输入通道
?支持标准增量型和SinCos 编码器，包括那些带绝对值换向信号的编码器。
?支持基于通信的编码器（支持高达 4 M 的波特率和线性补偿，支持的电缆长度长达100 米。)
?支持BISS C、EnDat 2.2、HIPERFACE 以及SSI 支持用于在恶劣的环境中的旋转变压器。
?一个仿真编码器输出
?用于CAM、数字锁以及电子齿轮应用的位置给定。
?通过硬件执行，从而实现最佳性能。
**该功能取决于使用的编码器类型
电源系统灵活性
Unidrive M 的功率级提高了灵活性和能效
?简单的共直流母线配置可使制动能量在驱动器系统中循环利用，降低了能耗且无需外部电源组件。此外，这种经济方法使多驱动器解决方案需要的安装面积最小。
?Unidrive M 可工作在较宽直流输入电压（24 V 至最大电压）下运行，为备用辅助电源提供最佳选择。?低损耗，能效最高达98%。
?低功率待机模式。在某些应用中，驱动器待机时间长；M700 更低的待机功率可降低能耗。
?M700 支持对紧凑型高效永磁电机的无传感器（开环）控制。
?有源前段可使制动能量返回电源并将谐波畸变降至最低。
Unidrive M Connect 调试工具
基于Control Techniques 25 年的经验，Unidrive M Connect 是我们最新的驱动器配置工具，可用于调试、优化和监控驱动器/系统的性能。它是基于大量的用户调研开发而成，使用以人为中心的设计方法来提供卓越的用户体验：
?可快速调试任务并易于维护的Unidrive M 系列通过熟悉的Windows 界面进行了简化
?直观的图形工具增强和简化了用户体验
?对于有经验的用户，提供动态驱动器逻辑图和增强型可搜索列表
?只需很少的专业驱动器知识即可优化驱动器和电机性能
?工具可根据应用要求进行扩展
?支持Unidrive SP 参数文件的导入并允许进行完整的驱动器克隆（即参数集和应用程序）
?多个同步通信通道有助于获得更加完整的系统概览
?驱动器磁盘工具能够自动查找网络上的驱动器而无需用户指定地址
?可在M701 485 端口上自动扫描RTU 波特率
Unidrive M 的便携式存储设备
智能卡：可选的智能卡存储设备可以用于备份参数集和基本的PLC 程序，以及将它们从一个驱动器复制到另一个驱动器。它还允许：
?简化驱动器维护和调试
?快速设置以连续构建机器
?进行机器升级时,可以将数据存储在智能卡上并发送至客户供其安装
SD 卡：Unidrive M700 借助适配器使用较受欢迎的SD 卡进行快速简单的参数和程序存储，这些SD 卡能与驱动器智能卡槽完美匹配。SD卡具有巨大的存储能力，允许重新加载完整的系统（若需要），同时还可在普通的PC 上轻松进行预编程。
选择适合您的应用的M700 功能
为了向客户提供最多选择，M700 提供以下三种版本：
M700——以太网
标配M700 配置板载实时以太网，带有 1 个安全转矩关断(STO)和两路模拟量及数字I/O，让其成为名副其实的多功能高性能交流驱动器。
M701——Unidrive SP 更换
专为满足Control Techniques 最受欢迎的Unidrive SP 功能而设计。包括RS485 通讯端口、1 个STO 端口、模拟及数字I/O、相同的控制线连接，并支持Unidrive SP 智能卡参数设置，使得升级成Unidrive M 异常简单。
M702——增强型安全功能
安全功能增强的M702 拥有两个STO 端口、板载实时以太网以及数字I/O；最重要的是可与现代控制和安全系统轻松集成。强大而简单的现场服务和升级M700 用于延长前代产品的现场服务寿命。它还为目前使用Unidrive SP 驱动器的OEM 机器设计提供最简单可行的升级。
?M701 为Unidrive SP 提供直接升级途径：
?RS485 通讯端口
? 1 个STO 端子
?模拟及数字I/O
?Unidrive M700 和M701 可以采用来自Unidrive SP 的智能卡（参数复制设备）并导入驱动器设置。?Unidrive M700 和M701 拥有与Unidrive SP 相同的控制连接端子布局。
?现有Unidrive SP SyPTPro 程序可轻松地重新编译到UnidriveM700 的SI-Applications Plus 模块中。?Unidrive M700 的尺寸比Unidrive SP 更紧凑。然而，由于原有的Unidrive SP 安装固定点可供Unidrive M 标准安装支架或所需的可选转换套件直接使用，故可轻松实现改造。
任意电机的高性能控制
Control Techniques 独特的电机控制算法结合最新微处理器技术，确保了Unidrive M 驱动器为各种类型的工业电机提供最高稳定性和带宽。这让您可以在各种应用和每台电机使用中均获得最高机器生产率；从标准交流感应电机到高动态线性电机、从节能型永磁电机到高性能伺服电机均是如此。
?Unidrive M700 可在电机中补偿机械负载共振，以确保实现最佳性能。
?采用高带宽电机控制算法实现对感应电机、同步磁阻电机以及永磁伺服电机的开环和闭环控制，具有高达3,300 Hz 的电流环带宽和250 Hz 的速度环带宽。
控制模式
感应电机开环矢量或V/F 控制
增强的感应电机开环转子磁通控制(RFC-A)
新的永磁电机开环控制(RFC-S)
增强的感应电机闭环转子磁通控制(RFC-A)
增强的永磁/伺服电机闭环控制(RFC-S)
增强的高质量有源前端(AFE) 电能转换器
Unidrive M700 的功能特点
3 个系统集成(SI) 模块插槽，用于通讯、I/O 扩展、增加的反馈装置及自动化/运动控制器
多种可选择的多语言LCD 键盘，有助于进行快速设置和出色的诊断
简易的插入式键盘连接
用于参数、PLC 和运动程序存储的智能卡/SD 卡插槽
直流母线、制动端子和板载EMC滤波器的端子盖板*
铝质底座——可实现灵活安装，包含高性能型材散热器
通电/驱动状态LED
工业标准双端口以太网交换机，支持IEEE 1588V2 标准
容易操作的可插拔控制接线
端子盖板
灵活的通用型编码器端口，支持增量型、SinCos、SSI、EnDat、HIPERFACE编码器及Resolver 等反馈装置容易操作的电源接线方式，带可拆卸端子*
稳固的电缆管理系统为屏蔽控制电缆和电源电缆提供接地点用户可更换的风扇（可在安装后更换）
* 在某些型号驱动器上，功能和位置有所变化
Unidrive M700 额定值和规格
重载
适合要求严苛的应用，动态负载可获得 200% 的电流过载率。
正常负载
适合大多数应用，电流过载率为 110%。
符合环境安全及电气规范
?IP20 / NEMA1 / UL 1 类* *标配为UL 开放类，需附加套件达到 1 类
?驱动器开孔安装时，其后面达到IP65/NEMA4/UL 12 类等级
?标准环境温度为-20 ℃至40 ℃。40 ℃以上需降额使用,降额使用时环境温度最高可达到55 ℃?40 ℃时最大湿度为95 %（无冷凝）
?海拔：0 至3000m，1,000 m 至3,000 m 之间每升高100 m降额 1 %
?随机振动：根据IEC 60068-2-64 进行测试
?根据IEC 60068-2-29 进行机械撞击测试
?存储温度：-40 ℃至70 ℃
?电磁兼容性符合EN 61800-3 及EN 61000-6-2 标准
?配有板载EMC 滤波器，符合EN 61800-3（第二环境）标准
?可选脚架式EMC 滤波器符合EN 61000-6-3 及EN 61000-6-4标准
?符合IEC 60146-1-1 的电源条件标准
?符合IEC 61800-5-1（电气安全）标准
?符合IEC 61131-2 I/O 标准
?安全转矩关断由TüV 单独评估，符合IEC 61800-5-2 SIL 3 和EN ISO 13849-1 PL 标准
?符合UL 508C 标准（电气安全）
什么是伺服电机? 伺服电机:是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机是可以连续旋转的电-机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机,属于功率很小的微特电机,以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。 伺服电机的作用:伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确。 伺服电机的分类:直流伺服电机和交流伺服电机。 直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比,并能实现正反向速度控制。具有起动转矩大,调速范围宽,机械特性和调节特性的线性度好,控制方便等优点,但换向电刷的磨损和易产生火花会影响其使用寿命。近年来出现的无刷直流伺服电机避免了电刷摩擦和换向干扰,因此灵敏度高,死区小,噪声低,寿命长,对周围电子设备干扰小。 直流伺服电机的输出转速/输入电压的传递函数可近似视为一阶迟后环节,其机电时间常数一般大约在十几毫秒到几十毫秒之间。而某些低惯量直流伺服电机(如空心杯转子型、印刷绕组型、无槽型的时间常数仅为几毫秒到二十毫秒。 小功率规格的直流伺服电机的额定转速在3000r/min以上,甚至大于 10000r/min。因此作为液压阀的控制器需配用高速比的减速器。而直流力矩伺服电机(即低速直流伺服电机可在几十转/分的低速下,甚至在长期堵转的条件下工作,故可直接驱动被控件而不需减速 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。 有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷,产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。 交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 交流伺服电机的工作原理 伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数。 交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别? 交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。 永磁交流伺服电动机 20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有: ⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。 ⑵定子绕组散热比较方便。
交流伺服电动机的原理及三种转速控制方式 交流伺服电机的定子装有三相对称的绕组，而转子是永久磁极。当定子的绕组中通过三相电源后，定子与转子之间必然产生一个旋转场。这个旋转磁场的转速称为同步转速。电机的转速也就是磁场的转速。由于转子有磁极，所以在极低频率下也能旋转运行。所以它比异步电机的调速范围更宽。而与直流伺服电机相比，它没有机械换向器，特别是它没有了碳刷，完全排除了换向时产生火花对机槭造成的磨损，另外交流伺服电机自带一个编码器。可以随时将电机运行的情况“报告”给驱动器，驱动器又根据得到的11报告"更精确的控制电机的运行。 由此可见交流伺服电机优点确实很多。可是技术含量也高了，价格也高了。最重要是对交流伺服电机的调试技术提高了。也就是电机虽好，如果调试不好一样是问题多多。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与H标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 伺服电动机（或称执行电动机）是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件。其作用为把接受的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度，按电流种类的不同，伺服电动机可分为直流和交流两大类。下面简单介绍交流伺服电动机有以下三种转速控制方式： (1)幅值控制控制电流与励磁电流的相位差保持90°不变，改变控制电压的大小。 (2)相位控制控制电压与励磁电压的大小，保持额定值不变，改变控制电压的相位。 (3)幅值一相位控制同时改变控制电压幅值和相位.交流伺服电动机转轴的转向随控制电压相位的反相而改变。
交流伺服电机的工作原理 伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？ 答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。 交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？ 答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。 永磁交流伺服电动机 20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有： ⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。 ⑵定子绕组散热比较方便。 ⑶惯量小，易于提高系统的快速性。 ⑷适应于高速大力矩工作状态。 ⑸同功率下有较小的体积和重量。 自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统，这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期，各公司都已有完整的系列产品。整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全满足运动控制的要求，近年来随着微处理器、新型数字信号处理器（DSP）的应用，出现了数字控制系统，控制部分可完全由软件进行的永磁交流伺服系统。 日本安川电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器，其中D系列适用于数控机床（最高转速为1000r/min，力矩为0.25～2.8N.m），R系列适用于机器人（最高转速为3000r/min，力矩为0.016～0.16N.m）。之后又推出M、F、S、H、C、G 六个系列。20世纪90年代先后推出了新的D系列和R系列。由旧系列矩形波驱动、8051单片机控制改为正弦
永磁同步电机驱动器用户手册 THSR-A/B系列
永磁同步电机驱动器用户手册 －I－目录 一.安装 (1) 1．装时注意事项 (1) 2．环境条件 (1) 二.产品型号对照 (2) 1．伺服驱动器铭牌说明 (2) 2．驱动器型号说明 (2) 三.驱动器外观及面板说明 (3) 四.伺服驱动器尺寸图 (6) 五.伺服电机尺寸图 (8) 六.伺服驱动器与伺服电机搭配对照表 (10) 七.驱动器使用电线规格 (11) 八.控制信号标准接线图 (12) 九.驱动器端子说明 (14) 十.伺服驱动器信号输入输出回路图 (17) 十一.驱动器接线方式 (18) 1．绣花机主轴 (19) 2．绣花机移框 (20) 3．绣花机D轴 (21) 4．绣花机H轴 (22) 十二.参数表 (23) 十三.驱动器异常报警 (24) 附录：主轴/移框参数快速设置 (26) 主轴参数快速设置 (26) 移框参数快速设置 (26)
永磁同步电机驱动器用户手册一. 安装 1．装时注意事项 1)驱动器与电机连线勿拉紧；电源线与控制信号线分开走线，有 30cm的间距，这样可以减小电源对信号线的干扰； 2)接线时，禁止将三相电源接至U、V、W端子上； 3)确保接地良好； 4)电机轴心必须与设备轴心对心良好； 5)通电时，请勿拆卸驱动器、电机、或更改配线； 6)通电运行时，请勿接触散热片，以免烫伤 2．环境条件 本产品驱动器使用环境温度为0°C ~ 50°C。若环境温度超过45°C 以上时，请置于条件通风良好的场所。长时间的运转建议在45°C 以下的环境温度，以确保产品的可靠性能。如果本产品装在配电箱里，那配电箱的大小及通风条件必须让所有内部使用的电子装置没有过热的危险。而且也要注意机器的震动是否会影响配电箱的电子装置。除此之外，使用的条件也包括： ▲无发高热装置的场所； ▲无水滴、蒸气、灰尘及油性灰尘的场所； ▲无腐蚀、易燃性的气、液体的场所； ▲无漂浮性的尘埃及金属微粒的场所； ▲坚固无振动的场所； ▲无电磁噪声干扰的场所。 第1页
伺服驱动器原理_伺服驱动器的作用 什么是伺服驱动器伺服驱动器（servo drives）又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分，被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置3闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理与否，对于整个伺服控制系统，特别是速度控制性能的发挥起到关键作用。 在伺服驱动器速度闭环中，电机转子实时速度测量精度对于改善速度环的转速控制动静态特性至关重要。为寻求测量精度与系统成本的平衡，一般采用增量式光电编码器作为测速传感器，与其对应的常用测速方法为M/T测速法。M/T测速法虽然具有一定的测量精度和较宽的测量范围，但这种方法有其固有的缺陷，主要包括：1）测速周期内必须检测到至少一个完整的码盘脉冲，限制了最低可测转速；2）用于测速的2个控制系统定时器开关难以严格保持同步，在速度变化较大的测量场合中无法保证测速精度。因此应用该测速法的传统速度环设计方案难以提高伺服驱动器速度跟随与控制性能。 伺服驱动器工作原理目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路，IPM内部集成了驱动电路，同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，在主回路中还加入软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说
4.2.1 第一阶段 连接伺服放大器及伺服电机，进行试运行。配线方法参照3 章。 在伺服电机的输出轴未连接到机械系统的状态下进行试运行。 在第一阶段确认以下项目。 ＜确认＞ ?确认伺服放大器的电源配线 (L1、L2、L3) ?确认伺服电机动力线 (U、V、W)、编码器电缆线 ?确认伺服放大器、伺服电机是否正常工作 ?确认参数4 号（旋转方向切换/CCW（逆时针）方向旋转时的相位切换）■试运行顺序 (1) 请固定伺服电机，以防其横向翻倒。 将伺服电机牢固固定 不要在电机的输出轴上安装任何东西 (2) 请按3 章的配线，为伺服放大器与伺服电机配线。 ※第一阶段进行单体试运行，故不要连接到CN1 上。 (3) 请确认4-2 页的「■初次通电前的注意事项」后，再通电。 i) 请确认充电用显示灯。 ii) 请确认触摸面板显示。 ※万一报警检出时，请切断电源，确认配线后，参照9 章。
请预习说明书的第4章和第8章。 5 参数 5.1 参数构成 伺服放大器中有调整机械系统的设定、伺服的特性与精度的各种参数。 由于参数的设定值被存储在可电换写的ROM (EEPROM) 中，因此，即使切断电源也不会丢失。 作为参数一览表的 "变更" 项目的 "电源" 的参数，即使切断主电源，再接通电源时仍然有效。（请确认主电源切断时，伺服放大器的触摸面板<7 段文字显示>灯灭。） 5.1.1 利用触摸面板编集的方法 5-2
5.2 参数一览表
5.3 参数说明 以每一命令脉冲的机械系统的移动量为单位量设定参数（电子齿轮）。利用以下计算式计算。
提示：当伺服电机旋转一周时的机械系统的移动量中有π时，355/113 可以近似。 输出脉冲数和命令脉冲补偿无关。根据参数19 号的设定值，电机轴正转时，输出B 相进给90°相位差2 路信号。 ※只在位置控制时有效。 可以选择输入脉冲串端子的信号形式。 可以设定伺服放大器的输入脉冲串端子 [CA]、[*CA]、[CB]、[*CB] 的脉冲串的形式。 最大输入频率在差动输入时为1.0 [MHz]，在集电极开路输入时为200 [kHz]。 但是，请输入各种信号，以满足以下条件。 （信号CA、*CA、CB、*CB 各自条件相同） ■命令脉冲/命令符号（参数03 的设定值：0） 用命令脉冲表示旋转量，用命令符号表示旋转方向。 ?差动输入
伺服驱动器的工作原理 随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用全数字式交流伺服电机作为执行电动机。在控制方式上用脉冲串和方向信号实现。 一般伺服都有三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。 速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求，满足何种运动功能来选择。 如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。 如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的死循环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。 对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度
方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。换一种说法是： 1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V 对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过实时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。 2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。 3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行
感谢您使用本产品，本使用操作手册提供LCDA系列伺服驱动器的相关信息。内容包括： ●伺服驱动器和伺服电机的安装与检查 ●伺服驱动器的组成说明 ●试运行操作的步骤 ●伺服驱动器的控制功能介绍与调整方法 ●所有参数说明 ●通讯协议说明 ●检测与保养 ●异常排除 ●应用例解说 本使用操作手册适合下列使用者参考： ●伺服系统设计者 ●安装或配线人员 ●试运行调机人员 ●维护或检查人员 在使用前，请您仔细详读本手册以确保使用上的正确。此外，请将它妥善保存在安全的地点以便随时查阅。下列在您尚未读完本手册时，务必遵守事项： ●安装的环境必须没有水气，腐蚀性气体或可燃性气体。 ●接线时，禁止将三相电源接至马达U、V、W的连接器，因为一旦接错 时将损坏伺服驱动器。 ●接地工程必须确实实施。 ●在通电时，请勿拆解驱动器、马达或更改配线。 ●在通电动作前，请确定紧急停机装置是否随时开启。 ●在通电动作时，请勿接触散热片，以免烫伤。 如果您在使用上仍有问题，请洽询经销商或者本公司客服中心。
安全注意事项 LCDA 系列为一开放型（Open Type ）伺服驱动器，操作时须安装于遮蔽式的控制箱内。本驱动器利用精密的回授控制与结合高速运算能力的数字信号处理器（Digital Signal Processor,DSP ）,控制IGBT 产生精确的电流输出，用来驱动三相永磁式同步交流伺服马达（PMSM ）达到精准定位。 LCDA 系列可使用于工业应用场合上，且建议安装于使用手册中的配线（电）箱环境（驱动器、线材与电机都必须安装于符合环境等级的安装环境最低要求规格）。 在按收检验、安装、配线、操作、维护与检查时，应随时注意以下安全注意事项。 标志[危险]、[警告]与[禁止]代表的含义： ? 意指可能潜藏危险，若未遵守要求可能会对人员造成严 重伤或致命 ? 意指可能潜藏危险，若未遵守可能会对人员造成中度的 伤害，或导致产品严重损坏，甚至故障 ? 意指绝对禁止的行动，若未遵守可能会导致产品损坏， 或甚至故障而无法使用
目录 安全事项 (1) 第一章产品检查与型号说明 (3) 第二章安装 (4) 第三章信号和接线 (8) 第四章参数说明 (15) 第五章面板显示及操作 (25) 第六章运行 (28)
安全事项 欢迎您使用杭州之山科技有限公司生产的纺机专用伺服控制系统。 在产品存放、安装、配线、运行、检查或维修前，用户必需熟悉并遵守以下重要事项，以确保安全地使用本产品。 错误操作可能会引起危险并导致人身伤亡。 错误操作可能会引起危险，导致人身伤害，并可能使设备损坏。 严格禁止行为，否则会导致设备损坏或不能使用。 禁止将产品暴露在有水气、腐蚀性气体、可燃性气体的场合使用。否则会导致请将接地端子可靠接地，接地不良可能会造成触电或火灾。
当机械设备开始运转前，必须配合合适的参数设定值。若未调整到 当电机运转时，禁止接触任何旋转中的零件，否则会造成人员伤亡。 设备运行时，禁止触摸驱动器和电机，否则会造成触电或烫伤。 禁止接触驱动器及其电机内部，否则会造成触电。 电源启动时，禁止拆卸驱动器面板，否则会造成触电。 本手册所涉及产品为一般工业用途，请勿用于可能直接危害人身安全装置上，
第一章产品检查与型号说明 1.1 产品检查 为了防止本产品在购买与运输过程中的疏忽，请详细检查以下列出的项目： a. 是否是所欲购买的产品：分别检查电机与驱动器上的产品型号。 b. 电机轴是否运转平顺：用手分别逆时针和顺时针旋转电机转轴，如果可以平顺运转，代表电机转轴是正常的。 c. 外观是否有损伤：目视检查是否有外观上的任何损坏，是否有松脱的螺丝。 d. 检查是否有任何组件的缺失。 完整的伺服组件包括： 伺服驱动器及伺服电机 5PIN 电源进线接线端子（L、N、R、S、T） 3PIN UVW电机动力线接线端子（U、V、W） 3PIN 刹车电阻连接线(P、D、C) DB25 控制端子接线端子（公头） DB15 电机编码器接线端子（公头） 如果有任何以上的情形发生，请与我们联系以获得妥善解决。 1.2产品型号对照 1.2.1 伺服驱动器 1.2.2 伺服电机
伺服电机原理 一、交流伺服电动机 交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf上；另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。 交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，因此被广泛采用。 交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电动机将反转。 交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似，但前者的转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点： 1、起动转矩大 由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3中曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比，有明显的区别。它可使临界转差率S0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。 2、运行范围较广 3、无自转现象
第一章概述 1.1 产品简介： 交流伺服技术自九十年代初发展至今，技术日臻成熟，性能不断提高，现已广泛应用于数控机床、印刷馐机械、纺织机械、自动化生产线等自动化领域。 DDA98交流伺服系统系国产第一代全数字交流伺服系统，采用国际最新数字信号处理DSP）、大规模可编程门阵列（CPLD）和MISUBISHI智能化功率模块（IPM），集成度高、体积小、保护完善、可靠性好、彩最何必PID算法完成PWM控制，性能已达到国外同类产品的水平。 与步进系统相比，DA98交流伺服系统具有以下优点 ●避免失步现象 伺服电机自带编码器，位置信号反馈至伺服 驱动器，与开环位置控制器一起构成半闭环 控制系统。 ●宽速比、恒转矩 调速比为1：5000，从低速到高速都具有稳 定的转矩特性。 ●高速度、高精度 伺服电机最高转速可达3000rpm，回转定位 精度1/10000r。 〖注〗不同型号伺服电机最高转速不同。 ●控制简单、灵活 通过修改参数可对伺服系统的工作方式、运 行特性作出适当的设置，以适应不同的要求。
1.2 到货检查 1）收货后，必须进行以下检查： （1） 包装箱是否完好，货物是否因运输受损？ （2） 核对伺服驱动器和伺服电机铭牌，收到货物是否确系所订货物？ （3） 核对装箱单，附件是否齐全？ 2）型号意义： （1） 伺服驱动器型号 （示出华中理工大学电机厂STZ 系列） ※1 (04、06……23)对应0.4~2.3KW ※2 ※1：可选配其它国产、进口伺服电机，需订货。驱动器缺省参数仅适配STZ 系列伺服电机， 选配其它伺服电机时，出厂参数已备份在EEPROM 区。恢复出厂参数时应执行恢复备份，不可执行恢复缺省参数操作。 ※2：中小功率（小于等于1.5KW ）为标准配置，中功率（大于1.5KW 、小于等于2.3KW ）采用 加厚散热器。 〖注〗产品出厂时,上面填写框已按产品型号填写好,请用户与产品铭牌核对。 （2） 伺服电机型号 DA98交流伺服驱动器可与国内外多款伺服电机配套，由用户订货时选择。本手册按华中电机厂生产的伺服电机进行描述，其它型号伺服电机有关资料随伺服电机提供。 光电编码器反馈 电机工作电压H ：300V L ：200V 额定转速级别 1：低速（1500/2000rpm ） 2：高速（2500/3000rpm ） 零速转矩2、4、5、6、7.5、10…N.m 正弦波驱动伺服电机 电机外径 110：110×110mm 130：130×130mm
伺服电机工作原理及和步进电机的区别 伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？ 答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降.。 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？ 答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制滚珠丝杆，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。永磁交流伺服电动机20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。 永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热比较方便。⑶惯量小，易于提高系统的快速性波纹管联轴器。⑷适应于高速大力矩工作状态。 ⑸同功率下有较小的体积和重量。 伺服和步进电机 伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。 步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号）弹性联轴器，但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。 交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 二、低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。 交流伺服电机运转非常平稳膜片联轴器，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械的共振点，便于系统调整。 三、矩频特性不同
第一章 概述 1.1 产品简介： 交流伺服技术自九十年代初发展至今，技术日臻成熟，性能不断提高，现已广泛应用于数控机床、印刷馐机械、纺织机械、自动化生产线等自动化领域。 DDA98交流伺服系统系国产第一代全数字交流伺服系统，采用国际最新数字信号处理DSP ）、大规模可编程门阵列（CPLD ）和MISUBISHI 智能化功率模块（IPM ），集成度高、体积小、保护完善、可靠性好、彩最何必PID 算法完成PWM 控制，性能已达到国外同类产品的水平。 与步进系统相比，DA98交流伺服系统具有以下优点 ● 避免失步现象 伺服电机自带编码器，位置信号反馈至伺服 驱动器，与开环位置控制器一起构成半闭环 控制系统。 ● 宽速比、恒转矩 调速比为1：5000，从低速到高速都具有稳 定的转矩特性。 ● 高速度、高精度 伺服电机最高转速可达3000rpm ， 回转定位 精度1/10000r 。 〖注〗不同型号伺服电机最高转速不同。 ● 控制简单、灵活 通过修改参数可对伺服系统的工作方式、运 行特性作出适当的设置，以适应不同的要求。 1.2 到货检查 1）收货后，必须进行以下检查： （1） 包装箱是否完好，货物是否因运输受损？ （2） 核对伺服驱动器和伺服电机铭牌，收到货物是否确系所订货物？ （3） 核对装箱单，附件是否齐全？ 2）型号意义： （1） 伺服驱动器型号 DA98
适配伺服电机型号（示出华中理工大学电机厂STZ 系列） ※1 输出功率：两位数字(04、06……23)对应0.4~2.3KW ※2 系列代号 ※1：可选配其它国产、进口伺服电机，需订货。驱动器缺省参数仅适配STZ 系列伺服电机， 选配其它伺服电机时，出厂参数已备份在EEPROM 区。恢复出厂参数时应执行恢复备份，不可执行恢复缺省参数操作。 ※2：中小功率（小于等于1.5KW ）为标准配置，中功率（大于1.5KW 、小于等于2.3KW ）采用加 厚散热器。 〖注〗产品出厂时,上面填写框已按产品型号填写好,请用户与产品铭牌核对。 （2） 伺服电机型号 DA98交流伺服驱动器可与国内外多款伺服电机配套，由用户订货时选择。本手册按华中电机厂生产的伺服电机进行描述，其它型号伺服电机有关资料随伺服电机提供。 STZ —— HM 3（1DA98伺服驱动器标准附件安装使用手册（本书）1本 安装支架2个 ×8沉头螺钉 4个 插头（DB25孔） 1套 （注1） 插头（DB25针） 1套 （注2） 〖注1〗 配套我厂位置控制器时，与信号电缆（3）米配套提供。 〖注2〗 我厂提供伺服电机时，用户可选择反馈电缆（3米）配套提供。 （2）伺服电机标准附件按伺服电机说明书提供 1.3 产品外观 1） 伺服驱动器外观 2） 伺服电机外观 第二章 安装 光电编码器反馈 电机工作电压H ：300V L ：200V 额定转速级别 1：低速（1500/2000rpm ） 2：高速（2500/3000rpm ） 零速转矩2、4、5、6、7.5、10…N.m 正弦波驱动伺服电机 电机外径 110：110× 110mm 130：130×130mm
永磁同步伺服电机(PMSM) 驱动器设计原理 周瑞华周瑞华先生，中达电通股份有限公司应用工程师。 关键词：PMSM 整流功率驱动单元控制单元 永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模拟数字混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等缺点，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加可靠。现在，高性能的伺服系统大多数采用永磁交流伺服系统，其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。后者由两部分组成：驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是技术垄断的核心。 一交流永磁伺服系统的基本结构 交流永磁伺服系统主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通信接口单元、伺服电机及相应的反馈检测器件组成。 其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等。我们的交流永磁同步驱动器集先进的控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，还体现了强大的智能化、柔性化，是传统的驱动系统所 不可比拟的。 目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心，其优点是可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软起动电路,以减小起动过程对驱动器的冲击。 伺服驱动器大体可以划分为功能比较独立的两个模块，如图1所示。功率板(驱动板)是强电部分其中包括两个单元，一是功率驱动单元用于电机的驱动，二是开关电源单元为整个系统提供数字和模拟电源；控制板是弱电部分，是电机的控制核心也是伺服驱动器技术核心，控制算法的运行载体。控制板通过相应的算法输出PWM信号，作为驱动电路的驱动信号，来改变逆变器的输出功率，以达到控制三相永磁式同步交流伺服电机的目的。
机电一体化系统设计基础课程教学辅导 第四章：伺服驱动系统的原理与种类 一、教学建议 ●通过文字教材掌握伺服驱动的基本原理，了解机电一体化伺服驱动系统的种类及其 特性。 ●流媒体课件第15讲介绍了机电一体化系统伺服驱动的基本原理、种类及其特性； ●在学习的过程中，如果有学习的心得和体会，请在课程论坛上和大家分享；如果有 什么疑惑，也可以在课程论坛寻找帮助。 二、教学要求 1．掌握伺服驱动的基本原理 一般来说，伺服系统组成框图如图1所示。 图1 伺服系统组成框图 （1）控制器：伺服系统中控制器的主要任务是根据输入信号和反馈信号决定控制策略，控制器通常由电子线路或计算机组成。 （2）功率放大器：伺服系统中功率放大器的作用是将信号进行放大，并用来驱动执行机构完成某种操作，功率放大装置主要由各种电力电子器件组成。 （3）执行机构：执行机构主要由伺服电动机或液压伺服机构和机械传动装置等组成。 （4）检测装置：检测装置的任务是测量被控制量，实现反馈控制。无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是低于检测装置的精度，因此要求检测装置精度高、线性度好、可靠性高、响应快。 2．了解机电一体化伺服驱动系统的种类及其特性 （1）根据使用能量的不同，可以分为电气式、液压式和气压式等几种类型，特性如表1所示。 表1 伺服驱动系统的特点及优缺点 种类特点优点缺点 电 气 式 可使用普通电源；信号与动力 的传送方向相同；有交流和直 流之别，须注意电压之大小 操作简便；编程容易；能实现定 位伺服；响应快、易与CPU接 口；体积小，动力较大；无污染 瞬时输出功率大，但过载能力差，由于某 种原因而卡住时，会引起烧毁事故，易受 外部噪声影响 气 压 式 空气压力源的压力为（5~7） ×105Pa；要求操作人员技术 熟练 气源方便、成本低；无泄漏污染； 速度快、操作比较简单 功率小，体积大，动作不够平稳；不易小 型化；远距离传输困难；工作噪声大、难 于伺服 液 压 式 要求操作人员技术熟练；液压 源的压力为（20~80）×105Pa 输出功率大，速度快，动作平 稳，可实现定位伺服 设备难于小型化；液压源或液压油要求（杂 质、温度、测量、质量）严格；易泄漏且 有污染
一、交流伺服电机结构图 二、原理 交流伺服电机在定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf上；另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。
交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无"自转"现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，因此被广泛采用。 交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电动机将反转。 交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似，但前者的转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点： 1、起动转矩大, 由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3中曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比，有明显的区别。它可使临界转差率S0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。 2、运行范围较广. 3、无自转现象) 正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性（T1－S1、T2－S2曲线）以及合成转矩特性（T－S曲线）交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。当电源频率为50Hz，电压有36V、110V、220、380V；当电源频率为400Hz，电压有20V、26V、36V、115V等多种。 交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性，并且由于转子电阻大，损耗大，效率低，因此与同容量直流伺服电动机相比，体积大、重量重，所以只适用于0.5-100W 的小功率控制系统。
伺服驱动器的工作原理 。速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求，满足何种运动功能来选择。如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的死循环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。换一种说法是：
1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为 2、5Nm:如果电机轴负载低于 2、5Nm时电机正转，外部负载等于 2、5Nm时电机不转，大于 2、5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过实时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。 2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。 3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位回馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由
https://www.doczj.com/doc/7612420275.html,/ebook/2007/B10036766/5.html https://www.doczj.com/doc/7612420275.html,/ebook/2007/B10036766/5.html https://www.doczj.com/doc/7612420275.html, 伺服电机的工作原理2008-04-10 10:42伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？ 答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降.。 请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？ 答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制滚珠丝杆，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。永磁交流伺服电动机20世纪80年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。 永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热比较方便。⑶惯量小，易于提高系统的快速性波纹管联轴器。⑷适应于高速大力矩工作状态。⑸同功率下有较小的体积和重量。 伺服和步进电机 伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。 步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号）弹性联轴器，但