T3D 系列
通用伺服驱动器
调试手册
(V1.2 版)
T3D 系列
通用伺服驱动器
调试手册
(V1.2 版)
z 产品简介
T3D系列通用伺服驱动器采用先进的全数字化控制及交流电机矢量控制理
论,适配串行通讯绝对值编码器,系统性能优异、可靠性高,广泛适用于各类通
用自动化设备。
z 产品特点
¾ 采用高性能的多平台DSP/ARM处理器芯片,控制性能优异
¾ 适配17位/23位、单圈/多圈串行通信编码器,定位精度高,伺服轴刚性好
¾ 全密封设计,防护性好,抗干扰能力强
¾ 小巧化单板设计,节省安装空间
¾ 选用最新工业级IPM模块,过载驱动能力强
¾ 集位置控制、速度控制、转矩控制于一体
¾ 可驱动各种类型的永磁同步伺服电机
¾ 具备完善的故障保护和状态监视功能
z 型号规格说明
目录
1、安装和接线 ................................................................................................................................ 1
1.1 安装尺寸图 ......................................................................................................................... 1
1.2 前面板端子接线示意图 ..................................................................................................... 1
1.3 控制端口 CN1 和编码器端口 CN2 连接图 ..................................................................... 2
1.4 通讯端口 CN3/CN4 连接图 .............................................................................................. 3
1.5 制动电阻连接与使用说明 ................................................................................................. 3
2、面板操作 .................................................................................................................................... 4
2.1 操作面板介绍 .................................................................................................................... 4
2.2 主菜单 ............................................................................................................................... 4
2.3 状态监视 ............................................................................................................................ 5
2.4 参数设置 ............................................................................................................................ 8
2.5 参数管理 ............................................................................................................................ 9
3、参数设置及功能调试 .............................................................................................................. 10
3.1 设置驱动器参数 .............................................................................................................. 10
3.2 试运行 .............................................................................................................................. 11
3.2.1 键盘调速试运行 ................................................................................................... 11
3.2.2 JOG 点动试运行 .................................................................................................. 12
3.3 与上位机控制器联调 ...................................................................................................... 13
3.3.1 控制参数设置 ....................................................................................................... 13
3.3.2 功能调试 ............................................................................................................... 16
3.4 电磁制动器(抱闸输出)的功能使用 .......................................................................... 17
3.5 可编程数字输入输出端口 .............................................................................................. 18
(1)DI 功能一览表 ..................................................................................................... 19
(2)DO 功能一览表 .................................................................................................... 19
4、性能优化调整 .......................................................................................................................... 20
4.1 控制环增益参数 ............................................................................................................... 20
4.2 性能优化 ........................................................................................................................... 20
5、调试常见问题及处理方法 ....................................................................................................... 22
5.1 报警代码一览 .................................................................................................................. 22
5.2 报警清除方法 .................................................................................................................. 23
5.3 绝对值编码器电池的更换方法 ...................................................................................... 23
5.4 常见问题及对策 .............................................................................................................. 24
6、驱动器规格与电机适配表 ....................................................................................................... 26
6.1 型号规格与性能参数 ...................................................................................................... 26
6.2 标配电机适配表(5 对极电机,17 位绝对值磁编) .................................................. 27
1
1、安装和接线
1.1 安装尺寸图
T3D-L15A/T3D-L20A 安装尺寸相同,如下图所示:
1.2 前面板端子接线示意图
2
1.3 控制端口 CN1 和编码器端口 CN2 连接图
特别注意:
如果脉冲指令信号是 24V 电源,则 PULS+必须接到 CN1 的 39 脚、SIGN+必须接
到 CN1 的 38 脚,否则有可能损坏脉冲指令端口;
如果脉冲指令信号是 5V 电源,则 PULS+必须接到 CN1 的 25 脚、SIGN+必须接
到 CN1 的 24 脚,否则有可能脉冲接收不正常。
3
1.4 通讯端口 CN3/CN4 连接图
通过驱动器上的 485 通讯端口 CN3 和 CN4,可以实现驱动器与 CNC、PC、PLC 等上
位机及驱动器的通信连接,其中 CN3 和 CN4 的端口引脚定义如下:
特别说明:RS485通讯端口也可以通过CN1的40/41/42连接,详见1.3节图示说明。
注意:
可以通过专用串口电缆连接 PC 机或上位机控制器,禁止带电插拔。
建议用双绞线或屏蔽线,线长小于 2 米。
多机串联时,CN3 接上一级驱动的 CN4,CN4 接下一级驱动的 CN3。
使用 RS485 总线通讯时,当上位机的 485 信号地与大地(PE)相连时,请通过合理接
地的方式将上位机 PE 端子与驱动器端子相连接,该情况下禁止将上位机 485 信号地连接到
驱动器 485 信号地(GND),否则可能损坏驱动器。
1.5 制动电阻连接与使用说明
若使用内部制动电阻时,需要将端子 P 与 D 短接,即按出厂状态即可正常使用,如下
左图所示。若使用外部制动电阻时,必须先拆开 P 与 D 之间的短接金属片,然后将外部制
动电阻跨接在端子 P 与 C 之间,如下右图所示。
特别注意事项:
请勿将外接制动电阻接到母线正负极 P、N,否则会导致炸机和引起火灾;
请勿小于最小允许阻值 25Ω,否则会导致驱动器报警或损坏驱动器。
针脚号 CN3 名称 CN4 名称 图示
1
2
3
4 485_B RS485 通讯
接口
485_B RS485 通讯
5 485_A 485_A 接口
6
7 485_地 485 信号地 485_地 485 信号地
8
2.1
各种
2.2
执行
操作面板介
T3D 系列面
种状态以及设
操作都是分
符号
POW
RUN
▲
▼
◄
SET
主菜单
第 1 层是主
行具体操作,
介绍
面板由 5 个 L
设置参数。
分层操作,由
名称
电源灯
运行灯
增加
减小
退出
确认
主菜单,共有
按◄键从第
D
P
A
E
2、
LED 数码管显
由主菜单逐层
称
(无) 左起
(无) 左起
键 增加
键 减小
键 菜单
键 菜单
有 4 种操作方
第 2 层退回主
DPAE4
、面板操
显示器,4 个
展开,操作面
起第二数码管
起第一数码管
加序号或数值
小序号或数值
单退出;操作
单进入;参数
方式,用▲、
主菜单。
参数设置
参数管理
辅助功能
状态监视
第1层(主菜
作
个按键▲、▼
面板如下图所
功能
管小数点亮表
管小数点亮表
值;长按具有
值;长按具有
作取消。
数修改确认或
▼键改变方
置
理
能
视
菜单)
SET
、◄、SET
所示:
能
表示伺服欠压
表示伺服使能
有重复效果。
有重复效果。
或操作确认。
方式,按 SET
第2层
T,用来显示
T 键进入第 2
系统
层,
5
2.3 状态监视
在主菜单下选择状态监视“d- ”,按 SET 键进入监视方式。有多种监视项目,用
户用▲、▼键选择需要的显示项目,再按 SET 键,进入具体的显示状态。状态监视显示项
具体含义如下:
1. 32 位二进制数值显示[注 1]
32 位二进制数范围是-2147483648~2147483647,采用低位和高位组合表示,通过菜单
选择低位和高位,用图中公式合成完整数值。
6
2. 脉冲单位[注 2]
脉冲单位是编码器脉冲单位。以使用 2500 线编码器为例:
10000( / )
4 2500( / )
4
pulse rev
pulse rev
=
= ×
= ×
=
编码器线数
编码器脉冲单位 编码器分辨率
3. 输入端子 DI[注 3]
数码管的竖线表示一位的状态,竖线上笔划点亮表示 ON,下笔划点亮表示 OFF。
4. 输出端子 DO[注 4]
数码管的竖线表示一位的状态,竖线上笔划点亮表示 ON,下笔划点亮表示 OFF。
7
5. 编码器输入信号[注 5]
数码管的竖线表示一位的状态,竖线上笔划点亮表示高电平,下笔划点亮表示低电平。
(注:绝对位置式编码器,显示编码器分辨率位数,例如:显示 17 表示编码器单圈 17 位)
6. 转子单圈位置[注 6]
表示转子在一转中相对定子所处的位置,以一转为一个周期,编码器最小分辨率为单位,
以编码器 Z 脉冲为原点。
2500 线编码器: 其范围是 0~9999(10 进制),Z 脉冲出现时数值为 0。
绝对式位置编码器: 其范围是 0~65535(10 进制),分高低位表示。
7. 控制方式[注 7]
T3D 显示字符代表伺服驱动器当前的控制模式。
8. 报警代码[注 8]
无报警显示两减号。有报警显示报警号,并闪烁。报警出现时,显示器会自动进入状态
监视并显示报警号,但可以通过键盘进行其他操作,当其不处于监视状态时,则最右边数码
管的小数点闪烁表示有报警存在。
9. 历史报警代码[注 9]
历史报警代码显示驱动器最近 10 次的报警内容,无报警显示两减号,有报警显示报警
号。报警出现时,驱动器会自动更新并存储报警号。历史报警代码查看操作和具体显示内容
说明如下:
历史报警代码
(显示最近十次的报警号)
D-rE Enter
ER-H0 最近一次报警号
(9号报警)
Enter
Err- 9
ER-H1 Enter
Err-32 之前一次报警号
(32号报警)
ER-H2
Enter
Err-20 更早之前一次报警号
(20号报警)
……
ER-H9 Enter
Err-- 最早之前的报警号
(无报警)
8
历史报警代码清除方法如下:在无报警的情况下,先设置参数 P-119 为 4,再按下述步
骤操作,可将历史报警代码全部清除。
2.4 参数设置
参数采用参数段+参数号表示,百位数是段号,十位和个位是参数号。例如参数 P-105,
段号是“1”,参数号是“05”,数码管显示为“P-105”。
在主菜单下选择参数设置“P- ”,按 SET 键进入参数设置方式。首先用▲、▼键选
择参数段,选中后,按 SET 键,进入该段参数号选择。其次再用▲、▼键选择参数号,选
中后,按 SET 键显示参数值。
用▲、▼键可修改参数值,按▲或▼键一次,参数增加或减少 1,按下并保持▲或▼
键,参数能连续增加或减少。参数值被修改时,最右边的 LED 数码管小数点点亮,按 SET
键确定修改数值有效,此时右边的 LED 数码管小数点熄灭,修改后的数值将立刻反映到控
制中(部分参数需要保存后重新上电才能起作用)。
此后还可以继续修改参数,修改完毕按◄键退回到参数号选择状态。如果对正在修改
的数值不满意,不要按 SET 键确定,可按◄键取消,参数恢复原值。
修改后的参数并未保存到 EEPROM 中,若需要永久保存,请使用参数管理中的参数写
入操作。
9
2.5 参数管理
参数管理主要处理参数表与 EEPROM 之间的操作,在主菜单下选择参数管理“E- ”,
按 SET 键进入参数管理方式。
选择操作模式,共有 3 种模式,用▲、▼键来选择。选中操作后按下 SET 键并保持 3
秒以上,激活操作。完毕后再可按◄键退回到操作模式选择状态。
z 参数写入
表示将参数表中的参数写入 EEPROM。用户修改了参数,仅使参数表中参数值改
变了,下次上电又会恢复成原来的数值。如果想永久改变参数值,就需要执行参数写入
操作,将参数表中参数写入到 EEPROM 中,以后上电就会使用修改后的参数。
z 恢复缺省值
表示将所有参数的缺省值(出厂值)读到参数表中,并写入到 EEPROM 中,下次
上电将使用缺省参数。当用户将参数调乱,无法正常工作时,使用这个操作,可将所有
参数恢复成出厂状态。因为不同的驱动器型号和电机型号对应的参数缺省值不同,在使
用恢复缺省参数时,必须先保证电机代码(参数 P-002)的正确性。
10
3、参数设置及功能调试
¾ 用户第一次使用驱动单元时,建议先在不连接负载的情况下进行空载试运行(键盘调速
或JOG点动)。确保驱动单元与电机在经过搬运、安装后能够正常工作,并确保驱动单
元适配电机的默认参数有效。
¾ 驱动单元和电机正常工作后,仍然在不连接负载的情况下,连接CN1控制信号,配合上
位机控制装置进行用户所需要的位置方式、速度方式或其它工作方式的调试与运行。
¾ 在信号连接、参数设置、电机运行都调试正常后,再连接负载,进行带负荷运行。
3.1 设置驱动器参数
在不连接上位机指令线和通讯线的情况下,连接好电机动力线和编码器线缆后,接通
主电路电源,驱动器的显示面板点亮,如果有报警出现,请检查连线。
(若配置多圈绝对值编码器,驱动器首次上电时会出现报警号 Err40,属正常现象,提
示多圈编码器曾经有失电状态,上位机需要设置机械零点操作,此报警号清除方法如下:将
P-008 设为 2,保存参数,然后断电重启,Err40 解除,若报警仍然没有解除,再次断电重启
即可,必须重新设定机械零点。)
按下述步骤设置 T3D 驱动器参数:
1、检查电机系列 P-099 和型号代码 P-002,恢复驱动器的缺省参数:设置 P-000 为 385
或 316,进入参数管理模式“E-”,切换到“E-DEF”后按住 SET 键 3 秒,显示“Done”
说明恢复缺省值完成,操作过程如下图所示:
<驱动器调试之前,请务必按要求完成此步骤,否则可能出现运行异常>!!!
特别说明:使用绝对值编码器的伺服电机,驱动器会自动识别电机系列(P-099)和电机
型号代码(P-002),免去电机系列和型号代码的手动设置操作,但首次使用时一定要核
对电机规格参数是否识别正确(P-099 显示电机系列,P-002 显示电机型号代码,电机
规格参数详见 6.2 节),下表所列参数可供检查核对。
参数序号 参数物理意义
P-201 电机磁极对数 4:4 对极 5:5 对极
P-204 电机额定线电流 单位(A) 2.5:表示 2.5A
P-207 电机额定转速 单位(r/min)3000:表示 3000r/min
11
2、若需要通过 RS485 接口与驱动器通讯,请设置通讯参数如下:
P-181 驱动器通讯 ID 号 范围 缺省值 单位
-1~32 1
使用RS-485通讯时,上位控制器为主机,伺服驱动器为从机。伺服驱动器的通讯
地址需由此参数设定为不同的通讯站号,站号地址的设定范围为-1~32,-1表示关闭通
讯功能,设置值大于0表示开放通讯功能。在使用通讯功能之前,必须将此参数设置为
需要的站号,此站号代表本驱动器在通讯网络中的绝对地址,一组伺服驱动器仅能设定
一站号,若重复设定站号将导致无法正常通讯。
P-182 MODBUS 通讯波特率 范围 缺省值 单位
0~5 2
通过此参数选择RS-485通讯的波特率,不同的值对应不同的波特率,选择的通讯波
特率需与上位控制器的通讯波特率一致,具体的设定值如下:
参数意义:0:波特率为4800bps 1:波特率为9600bps
2:波特率为 19200bps 3:波特率为 38400bps
4:波特率为 57600bps 5:波特率为 115200bps
P-183
MODBUS 通讯数据模式选择
(暂时只支持 RTU 数据格式)
范围 缺省值 单位
0~5 1
通过此参数选择RS-485通讯的数据模式,选择的数据模式需与上位控制器的通讯协
议一致,具体的参数值意义如下:
0:数据位-8 位 校验位-无 停止位-1 位
1:数据位-8 位 校验位-偶校验(Even) 停止位-1 位
2:数据位-8 位 校验位-奇校验(Odd) 停止位-1 位
3:数据位-8 位 校验位-无 停止位-2 位
4:数据位-8 位 校验位-偶校验(Even) 停止位-2 位
5:数据位-8 位 校验位-奇校验(Odd) 停止位-2 位
3、进入 3.3 节设置功能参数和性能参数,设置好驱动器参数一定要按 SET 键确认,然
后执行参数保存操作 E-SET 如下图所示:
4、参数保存成功后将驱动器断电重启,可进行试运行操作:键盘调速试运行(Fn -20);
或 JOG 点动试运行。
3.2 试运行
3.2.1 键盘调速试运行
接通驱动器电源,确认没有报警和任何异常情况后,按下图执行以下操作:
12
键盘调速提示符是“r.”,数值单位是 r/min,速度指令由按键提供。用▲、▼键改变速度
指令,电机按给定的速度运行。正数表示正转(CCW),负数表示反转(CW),最小给定速度是
0.1r/min。
键盘调速试运行没有任何异常后,可连接机械负载,在上位机控制器的控制指令下进行
下一步的调试。
3.2.2 JOG 点动试运行
接通主电路电源,显示面板点亮,如果有报警出现,请检查连线。
确认没有报警和任何异常情况后,将 P-098 设为 1,则伺服使能(SON)ON,RUN 指示
灯点亮,这时电机激励,处于零速状态。
在辅助功能中,选择点动运行“A-JOG”,按 SET 键进入点动(JOG)运行方式。点动
提示符是“J”,数值单位是 r/min,速度指令由按键提供:
按下▲键并保持,电机按 JOG 速度正转(CCW)运行,松开按键,电机停转,保持零速;
按下▼键并保持,电机按 JOG 速度反转(CW)运行,松开按键,电机停转,保持零速。
JOG 速度由参数 P-076 设置,缺省速度为 100r/min。若电机运行正常,则可进入下一步
操作(与上位机控制器联调)。
试运行相关参数含义如下:
表3.1 试运行关键参数
参数 名称 设置值 缺省值 参数说明
P-060 速度指令加速时间 合适数值 100
单位:ms 0-1000r/min 的加速
时间,增大该参数可减小加速
冲击
P-061 速度指令减速时间 合适数值 100
单位:ms 1000r/min-0 的减速
时间,增大该参数可减小减速
冲击
P-069 试运行转矩限制 100~200 100 单位:额定转矩*1%
P-075 最高速度限制 根据需要
设置 3000 单位:r/min 设置该参数可起到
超速安全保护作用
P-076 JOG 运行速度 合适数值 100 单位:r/min 点动(JOG)速度
P-098 强制使能 1 或 0 0
强制使能:如果外加使能,设
置为 0;如果不用外加使能,
设置为 1 时电机激励。
注意:键盘调速试运行或JOG点动试运行时,如果电机出现振动、噪音等异常情况,则需
要适当降低参数P-005的数值。
按
J 100
13
3.3 与上位机控制器联调
伺服驱动器可工作于三种模式:位置模式、速度模式与转矩模式。
(1)位置控制模式应用于需要精密定位的系统中,位置指令来源是脉冲指令,由输入
端子的 PULS+、PULS-和 SIGN+、SIGN-输入脉冲;
(2)速度控制应用于需要精确速度控制的场合。也可以通过与上位装置配合工作构成
位置闭环控制;
(3)转矩控制电机输出转矩与输入指令成正比。
3.3.1 控制参数设置
在确认上位机指令端口CN1接线正确后,保持所有输入信号为OFF,投入电源,然后设
置必要参数如下:
(1)位置控制模式按下表设置相关控制参数:
表3.2 位置控制模式关键参数设置
参数 名称 设置值 参数说明
P-004 控制方式 0(缺省值) 设为位置控制模式
P-028 位置指令电子齿轮分子
(高 4 位) 0(缺省值) 电子齿轮分子
= P-028*10000 + P-029
P-029 位置指令电子齿轮分子
(低 4 位) 1(缺省值)
P-030 位置指令电子齿轮分母 1(缺省值) 电子齿轮分母
P-035 脉冲输入方式 0(缺省值)
0:脉冲+方向
1:正转/反转脉冲
2:A/B 正交脉冲
P-036 脉冲输入方向 0(缺省值) 0:正常方向
1:方向取反
P-005 速度环比例增益 50(缺省值) 要提高刚性或减小跟踪误
差,可适当调大 P-005/
P-009,每次调整量为 10
P-006 速度环积分时间常数 20(缺省值)
P-009 位置环比例增益 100(缺省值)
P-007 转矩滤波时间常数 25(缺省值) 电机运行产生振动或噪音
时,可适当调大,每次调
整量为 10
P-019 速度检测滤波时间常数 40(缺省值)
P-021 位置环前馈增益 0(缺省值) 范围:0~128
P-022 位置环前馈滤波时间 10(缺省值) 单位:1ms 范围:2~1000
P-040 位置指令平滑滤波时间 0(缺省值) 单位:1ms 范围:0~1000
P-080 位置超差检测范围 600(缺省值) 单位:0.01 圈
根据实际应用需要,按下表设置绝对值编码器应用参数:
参数 名称 设置值 参数说明
P-172 编码器等效脉冲线数 0~8000
(缺省值 2500)
2500:表示电机轴转一圈,
等效脉冲数为2500*4=10000
个,即:上位机控制器发出
10000 个脉冲给伺服驱动器,
对应电机转 1 圈
14
(2)速度控制模式按下表设置相关控制参数:
表3.3速度控制模式关键参数设置
参数 名称 设置值 参数说明
P-004 控制方式 1 设为速度控制模式
P-025 速度指令来源 0(缺省值)
0:模拟量输入,由端口
AS+和 GNDA 输入模拟电
压;
1:内部多段速度<8 个可选
P137~P144 >
2:模拟量+内部多段速度
3:脉冲速度
P-046 模拟速度指令增益 300(缺省值)
按需要设置
1V 模拟量电压对应的转
速(单位:r/min/V)
P-047 模拟速度指令零偏补偿 0(缺省值)
按需要设置 单位:0.1mv
P-048 速度指令方向 0(缺省值)
按需要设置
0:正常方向
1:方向取反
P-051 模拟速度指令死区 1
(正)
0(缺省值)
按需要设置
设置正向电压死区:
0~13000 单位 mv
P-052 模拟速度指令死区 2
(负)
0(缺省值)
按需要设置
设置负向电压死区:
-13000~0 单位 mv
P-060 速度指令加速时间 100(缺省值)
按需要设置
0~1000r/min 的加速时间
(单位:ms)
P-061 速度指令减速时间 100(缺省值)
按需要设置
1000~0r/min 的减速时间
(单位:ms)
P-005 速度环比例增益 50(缺省值) 要提高刚性,可适当调大
P-005,每次调整量为 10
P-006 速度环积分时间常数 20(缺省值)
若负载惯量较大,可适当
调大 P-006,每次调整量为
10
P-007 转矩滤波时间常数 25(缺省值) 电机运行产生振动或噪音
时,可适当调大,每次调
整量为 10
P-019 速度检测滤波时间常数 40(缺省值)
15
(3)转矩控制模式按下表设置相关控制参数:
表3.4 转矩控制模式关键参数设置
参数 名称 设置值 参数说明
P-004 控制方式 2 设为转矩控制模式
P-026 转矩指令来源 0(缺省值)
0:模拟量转矩
1:内部多段转矩< 4 个可
选 P145~P148 设置>
P-053 模拟转矩指令增益 30(缺省值)
按需要设置
1V 模拟量电压对应的电
机额定转矩的百分比(单
位:1%/V)
P-054 模拟转矩指令零偏补偿 0(缺省值)
按需要设置 单位:0.1mv
P-055 模拟转矩指令方向 0(缺省值)
按需要设置
0:正常方向
1:方向取反
P-075 最高速度限制 按需要设置 设置超速保护值
(单位:r/min)
P-078 转矩控制时速度限制
按需要设置
缺省值
(1000)
转矩模式电机运行速度限
制在本参数以内:0~8000
(单位:r/min)
上述操作及设置完成后,一定要执行参数保存操作 E-SET 如下图所示,显示操作成功
后关闭电源,待驱动器面板显示熄灭后再次上电,即可进行下一步功能调试。
16
3.3.2 功能调试
1、根据实际需要,上述必要参数设置完毕后,执行参数写入操作(参阅2.5节参数管理中的
E-Set操作说明),参数保存完毕后,将伺服驱动器断电重启。
2、速度控制模式:给定较小的模拟电压指令,并使伺服使能输入信号SON为ON,电机应该
跟随指令运行起来,此时面板上的“使能”指示小数点会点亮,通过监视以下变量可判断电
机运行是否正常:
(1) 通过监视D-i,观察电机电流的大小(单位:A),正常稳速运行时,显示的电
流值不会超过电机的额定电流;
(2) 通过监视D-[S,观察模拟量指令(用转速表示,单位:r/min),正常时显示数
值等于D-SPd显示的转速;
(3) 通过监视D-rE菜单下的rE-10,观察原始模拟量指令(用电压表示,单位:mv),
正常时显示数值等于上位机给定的指令电压值。(注:rE-9为零偏补偿后的指令,单位:
mv)
3、确认正常后,缓缓加大模拟电压指令,逐步提高电机运行的速度,同时监控电机运行是
否有振动、噪音,速度是否平稳,电机电流是否会超过额定值。
4、当电机从零速到正的最高转速,或从零速到负的最高转速都运行正常时,用户就可以进
行其他功能调试了。
在进行模拟指令速度方式运行期间,常见的异常现象及处理方法如下:
序号 调试运行经常遇到的异常现象 处理
1 给定模拟指令后,监视窗rE-3显示数
据与指令电压不对应
检查上位机指令系统及指令线缆连接是否正
确
2 使能后,监视窗rE-10有对应指令电
压值,而D-[S没有对应的指令转速,
即有电压指令而电机不运行
1、检查“必要参数”的设置;
2、检查输入I/O信号线,通过观察D-Di显示的
内容进行I/O检查会很方便(参阅2.3节输入端
子DI的说明)
3 电机旋转正方向与上位机要求不一
致
修改参数P-048,设置速度指令是否取反:设为
0不取反,设为1取反(即时生效)
4 电机出现振动、噪音等异常情况; 1、 检查屏蔽线是否正确接线;
2、 参阅第4章性能优化调整。
5 给0V 指令,电机还会微小移动 执行模拟量自动调零功能,或者手动调整参数
P-047
6、位置控制模式:使伺服使能输入信号SON为ON,给定较低频率的位置脉冲指令,电机应
该运行起来:
(1)通过监视D-i,观察电机电流的大小(单位:A),正常空载稳速运行时,显示的电流
值应该是接近于0的很小的电流值;
17
(2)通过监视D-Frq,可以实时显示指令脉冲的频率,若存在脉冲不准的问题,据此可以
设置脉冲滤波系数P-038;
(3)通过监视D-COD,按下SET键显示编码器位数,再按下▲或▼键则显示输入脉冲信号
的实时电平状态;
(4)驱动单元执行完一段指令后,通过监视D-[Pn,可以读出上位机发出的脉冲数;
7、缓缓加大位置指令的速度,逐步提高电机运行的速度,同时监控电机运行是否有振动、
噪音,速度是否平稳,电机电流是否会超过额定值。
8、当电机在额定转速内都可以跟随指令运行,而且停止时D-EPo显示的位置跟随误差为0,
用户就可以进行其他功能调试了。
在进行位置控制方式运行期间,常见的异常现象及处理方法如下:
3.4 电磁制动器(抱闸输出)的功能使用
电磁制动器(保持制动器、失电制动器)用于锁住与电机相连的垂直或倾斜工作台,防
止伺服电源失去后工作台跌落。为实现这个功能,需选购带制动器(抱闸)的电机。制动器
只能用来保持工作台,绝不能用于减速和停止机器运动。
(1)电磁制动器有关参数:
参数 名称 参数范围 缺省值 单位 适用
P-165 电机静止速度检测点 0~1000 5 r/min ALL
P-166 电机静止时电磁制动器延时时间 0~2000 300 ms ALL
P-167 电机运转时电磁制动器等待时间 0~2000 500 ms ALL
P-168 电机运转时电磁制动器动作速度 0~3000 100 r/min ALL
P-169 电磁制动器松开的延迟时间 0~3000 500 ms ALL
序号 调试运行经常遇到的异常现象 处理
1
使能后给定位置脉冲指令,D-[Pn显
示没有变化,电机不运行
检查上位机指令系统及指令线缆连接是否正
确
2
D-[Pn显示有变化,电机不运行 1、检查“必要参数”的设置;
2、检查输入I/O信号线,通过观察D-Di显示的
内容进行I/O检查会很方便(参阅2.3节输入端
子DI的说明)
3 电机旋转正方向与上位机要求不一
致
修改参数P-036,设置位置指令是否取反:设为
0不取反,设为1取反(即时生效)
4 电机出现振动、噪音等异常情况; 1、 检查屏蔽线是否正确接线;
2、 参阅第4章性能优化调整。
5 电机只能单方向运行 1、 注意检测指令源的模式,检查P-035/P-037
的设定;
2、检查位置指令输入线缆连接是否正常。
6
D-[Pn显示的位置指令脉冲数与上位
机指令源的脉冲数不一致
1、 检查指令信号线的屏蔽处理;
2、 远离强干扰源。
18
(2)电磁制动器使用:
下图是制动器接线图,驱动器的制动释放信号 BRK 连接继电器线圈,继电器触点连接
制动器电源。制动器电源由用户提供,并且具有足够容量。建议安装浪涌吸收器来抑制继电
器通/断动作造成的浪涌电压。也可用二极管作浪涌吸收器,要注意会造成少许制动延时。
电机停稳后静止后(速度小于 P-165)伺服 OFF,这时电机继续通电以保持位置,制动器
从释放到制动,稳定一段时间后(时间由参数 P-166 确定),撤除电机供电。
电机在运行中(速度大于 P-165)伺服 OFF,这时电机电流切断,制动器继续呈释放状态,
延时一段时间后,制动器制动。这是为了使电机从高速旋转状态减速为低速后,再使机械制
动器动作,避免损坏制动器。延时时间是参数 P-167 或电机速度减速到参数 P-168 的速度所
需时间,取两者中的最小值。
P-169:当系统从不使能状态变化到使能状态时,定义电机电流开通到电磁制动器松开
(DO 输出端子 BRK ON)的延时时间。
3.5 可编程数字输入输出端口
驱动器所有的数字输入输出端口DI/DO都是软件可编程的,客户可根据需要自由修改,
具体用法如下:
参数 名称 参数范围 缺省值 单位 适用
P-100 数字输入 DI1 功能 -24~24 1 ALL
P-101 数字输入 DI2 功能 -24~24 2 ALL
P-102 数字输入 DI3 功能 -24~24 3 ALL
P-103 数字输入 DI4 功能 -24~24 4 ALL
z 数字输入 DIx 功能规划,参数绝对值表示功能,符号表示逻辑;
z 符号表示输入逻辑,正数表示正逻辑,负数表示负逻辑,ON 为有效,OFF 为无效:
参数值 DI 输入信号 DI 结果
正数 开路 OFF
导通 ON
负数 开路 ON
导通 OFF
z 当多个输入通道功能选择一样时,功能结果为逻辑或关系。例如 P-100 和 P-101 都设置
为 1(SON 功能),则 DI1、DI2 任何一个 ON 时,SON 有效。
19
参数 名称 参数范围 缺省值
P-108 数字输出 DO1 功能 -16~16 2
P-109 数字输出 DO2 功能 -16~16 3(DO2 报警输出)
P-110 数字输出 DO3 功能 -20~20 5
P-111 数字输出 DO4 功能 -16~16 8(DO4 抱闸)
z 数字输出 DO1 功能规划,参数绝对值表示功能,符号表示逻辑。
z 0 为强制 OFF,1 为强制 ON。正数表示正逻辑,负数表示负逻辑:
参数值 对应功能 DO 输出信号
正数 ON 导通
OFF 截止
负数 ON 截止
OFF 导通
(1)DI功能一览表
序号 符号 DI 功能 序号 符号 DI 功能
0 NULL 无功能 14 TRQ2 内部转矩选择 2
1 SON 伺服使能 15 EMG 紧急停机
2 ACLR 报警清除 16 CMODE 控制模式切换
3 CCWL 正转驱动禁止 17 GAIN 增益切换
4 CWL 反转驱动禁止 18 GEAR1 电子齿轮选择 1
5 TCCW 正转转矩限制 19 GEAR2 电子齿轮选择 2
6 TCW 反转转矩限制 20 CLE 位置偏差清除
7 ZCLAMP 零速箝位 21 INH 脉冲输入禁止
8 CZERO 零指令(停止)
9 CINV 指令取反 23 CCW 正转允许(启动)
10 SP1 内部速度选择 1 24 CW 反转运行
11 SP2 内部速度选择 2
12 SP3 内部速度选择 3
13 TRQ1 内部转矩选择 1
(2)DO 功能一览表
序号 符号 DO 功能 序号 符号 DO 功能
0 OFF 一直无效 8 BRK 电磁制动器输出控制
1 ON 一直有效 9 RUN 伺服运行中
2 RDY 伺服准备好 10 NEAR 定位接近
3 ALM 报警 11 TRQL 转矩限制中
4 ZSP 零速 12 SPL 速度限制中
5 COIN 定位完成
6 ASP 速度到达
7 ATRQ 转矩到达
20 DO3_ZOUT 回零Z信号输出(仅DO3
支持此功能)
20
4、性能优化调整
4.1 控制环增益参数
位置模式和速度模式增益参数如下:
参数 名称 缺省值 单位 参数说明
P-005 速度环增益 50 Hz
欲提高伺服刚性,应增大该参数值,但过大容
易引起振动和噪声,每次调整量为 10
P-006 速度环积分时间 20 ms
负载惯量越大,应适当增大该参数值,但过大
会使速度响应刚性降低,每次调整量为 5
P-009 位置环增益 100 1/s
要提高伺服刚性,减小跟随误差,应增大该参
数值,但过大容易引起振动和噪声,每次调整
量为 10
P-007 转矩滤波时间 25 0.1ms
要消除电机运行时的振动和噪声,应适当增大
这两个参数值,在无明显振动和噪声的情况
下,参数值越小越好,每次调整量为 10;应
优先考虑调大 P019,在无法完全消除噪声振
动的情况下,再考虑调大 P007
P-019 速度检测滤波时间 40 0.1ms
特别说明:要提高伺服刚性、改善动态性能,应将P-005和P-009尽量设置为较大的数值,每
次调整量为10。一般情况下,机械轴刚性越大,则P-005和P-009可调值越大。可让伺服轴处
于零速进给保持状态,逐渐增大这两个参数,观察显示项 D-EPO (位置跟随误差)的低位 LO
(按下Enter键显示数值),该值正常范围应该在正负20以内跳动,若跳动幅值明显变大则
说明伺服轴的刚性调得太强,可将P-005和P-009适当减小一点,则该增益参数值比较理想。
若在调大P-005和P-009的过程中出现明显的振动或噪音,可适当增大P-007,数值每次增加5,
观察噪声是否减小,该参数数值不宜太大(一般小于40)。
4.2 性能优化
① 增益参数调整步骤:
位置和速度频宽的选择必须由机械的刚性和应用场合决定,由皮带连接的输送机械刚性
低,可设置为较低频宽(P-009:10~40);由减速器带动的齿轮箱的机械刚度中等,可设置
为中等频宽(P-009:30~50);直接驱动丝杠刚度高,可设置为高频宽(P-009:> 50)。如
果机械特性未知,可逐步加大增益以提高频宽直到共振,再调低增益即可。
在伺服增益中,如果改变一个参数,则其它参数也需要重新调整。请不要只对某一个参
数进行较大的更改。关于伺服参数的更改步骤,一般请遵守以下原则:
21
提高响应 降低响应,抑制振动和超调
1.提高速度环增益Kv (P005),每次调整量为
10;
2.减小速度环积分时间常数Ti(P006),每次调
整量为5;
3.提高位置环增益Kp(P009),每次调整量为
10。
1.降低位置环增益Kp(P009,每次调整量为
10;
2.增大速度环积分时间常数Ti(P006),每次
调整量为5;
3.降低速度环增益Kv(P005),每次调整量为
10。
② 噪声及共振抑制方法:
如果因机械系统发生共振等原因而无法调大增益,不能得到希望的响应性时,可先适当
加大速度检测滤波时间(P-019每次调整量为10),若无明显效果,再适当加大转矩低通滤波
时间(P-007每次调整量为10),以便抑制共振。
22
5、调试常见问题及处理方法
5.1 报警代码一览
报警
代码 报警名称 报警内容及处理方法 报警
清除
Err-- 无报警 工作正常
Err 1 超速 电机速度超过限制值,检查 P-075 设定值 可
Err 2 功率主回路过压
若使用内部制动电阻,检查接线端子 P 与
D 是否可靠连接在一起;若使用外部电阻,
检查 P 与 C 之间是否接入电阻。
否
Err 3 功率主回路欠压 主电路电源电压低于规定值(查看显示项
D-v:直流母线电压,正常值在 300V 左右)可
Err 4 位置超差(追随误差太大) 位置偏差计数器的数值超过参数 P-080 设
定的圈数(单位:0.01 圈)
可
Err 5 位置指令频率太高 上位机发送指令错误或分辨率设置错误 可
Err 6 电机堵转 电机动力线接错或接触不良、电机代码设
置错误、负载过重
可
Err11 IPM 模块故障 功率主回路 IPM 逆变模块发生故障 否
Err12 过电流 伺服驱动器瞬时电流过大 可
Err13 过负载 电机平均负载电流过大 可
Err14 制动峰值功率过载 制动短时间瞬时负载过大/检查接线端子 P
与 C 是否可靠连接/制动电阻是否损坏 可
Err20 EEPROM 错误 EEPROM 读写时错误,参数保存时断电 否
Err21 逻辑芯片出错 处理器外围逻辑电路故障 否
Err23 AD 转换基准电压错误 AD 采样电路电压基准不是标准值 否
Err24 AD 转换通道不对称或零漂大 AD 采样放大调理电路异常 否
Err25 电机代码错误 驱动器内部电机代码适配错误 否
Err29 用户转矩过载报警 电机负载超过用户设定的数值 P-070 和持
续时间 P-072
可
Err35 绝对值编码器多圈计数错误 确认编码器电池极性是否接反,重启驱动
器,重新设定机械零点 否
Err38 绝对值编码器零点错误 电机没有进行编码器零位校准操作 否
Err39 绝对值编码器通讯断线 编码器连接线松动或断开,存在电磁干扰、
编码器损坏、编码器波特率偏差太大等 否
Err40 绝对值编码器电池失电
若驱动器首次使用时出现或者电机编码器
插头被拆卸过,报警属正常现象,按照 5.2
节的说明清除该报警并重新设定机械零点
即可;若使用一段时间后出现,说明电池
断线或电压低,需要更换电池,并且需要
重新设定机械零点。
否
Err41 绝对值编码器计数错误 编码器连接线松动或断开,存在电磁干扰,
检查连线,重启驱动器
23
Err42 电机匹配错误 非标配电机,编码器零点有误,需用驱动
器写入电机参数并进行零位校准操作
否
Err43 绝对值编码器清零错误 单圈位置被非法清除 否
Err44 电池电压低 Warning 更换电池后,用 Fn 0 长按 Enter 键 3 秒,
Err44 解除
Err45 绝对值编码器温度过高 电机温度过高,需要减轻负载 否
5.2 报警清除方法
①、Err40/Err41/Err35清除方法
特别注意:Err40/Err35表明绝对值编码器电池失电或者电机编码器插头被拆卸过,在报
警状态下,编码器多圈位置会丢失(清零),机械坐标绝对位置会发生错误,当Err40报警发
生时,务必进行以下各项检查和操作:
¾ 检查电池电压是否足够(电池电压正常稳定在3.6V),若电压偏低请更换电池;
¾ 检查编码器线缆是否可靠连接;
¾ 确认编码器线缆插头是否从电机端拆卸过,若拆卸过则必须重新校准机械零点;
¾ 清除报警,重新设定各轴的机械零点;
¾ 驱动器首次连接编码器,Err40属于正常现象(不是故障),需要执行报警清除操作;
清除Err40/Err41/Err35的操作方法如下:
方法一:设置操作密码 P-000 为 510 或 310,然后切换操作菜单至 A-FN,执
行 Fn 0 操作(如下图所示,长按 E 键 3 秒),报警清除成功后,重新设定机械
零点。
方法二:排除报警原因后,将 P-008 设为 2,保存参数,然后断电重启,报
警解除,若报警仍然没有解除,再次断电重启即可,然后重新设定机械零点。
注意:上述两种方法都可以达到清除编码器多圈报警的目的,若Err40无法清除,请检
查电池供电是否正常、编码器线缆是否存在断线,或者执行报警清除并重启驱动器电源两次
以上。
②、其他报警清除方法
当伺服驱动器有故障报警发生时,在排除故障原因后,在不断电的情况下,可通过驱动
器操作面板实现报警清除,具体操作方法如下:
注:部分硬件故障报警不能被清除,详询客服人员。
5.3 绝对值编码器电池的更换方法
推荐锂电池规格:ER36V (电池电压正常稳定在 3.6V)
电池更换步骤:
1、请在伺服驱动器供电电源 ON,但不使能的情况下更换电池;
2、更换电池后,请断电并重新启动伺服驱动器电源,若没有异常报警,表明电池更换
成功。
24
特别注意:在伺服驱动器供电电源 OFF 的情况下,拆下电池的连线或者将编码器电缆
从伺服电机上卸下,绝对值编码器内的多圈数据将会丢失,此时必须重新设定机械零点。
5.4 常见问题及对策
①、上电无显示
a、用万用表检测电源输入是否正常;
b、排除驱动器内部线缆连接是否松动;
c、多次断电重启伺服驱动器;
d、上述原因排除后,可确定是驱动器损坏。
②、出现“Err35/Err38/Err39/Err40/Err43”故障报警
注:伺服电机尾端的光电编码器是典型的脆弱易损元件,需特别注意保护 !
a、以上报警说明编码器或编码器连接线缆有问题;
b、Err40说明编码器外部供电电池电压偏低需要更换;
c、检查屏蔽层是否两端良好接地,插头是否有水或杂质;
d、连接线太长是否对编码器电源5V造成衰减;
e、确认是否为干扰问题,旁边是否有强磁强电线路,若有则尽可能隔离。
③、伺服电机运行中出现噪音或震动(高频)
a、适当调大滤波系数P-007和P-019,每次调整量为10;
b、若调大滤波系数效果不明显,需降低速度环比例增益和位置环比例增益,即调小P-005
和P-009, 每次调整量为10;
c、若上述措施都无明显改善,请检查编码器连接线是否存在干扰,检查屏蔽层是否两
端良好接地。
④、伺服电机运行中出现抖动(低频)
a、确定伺服电机所带负载及惯量是否在电机的允许范围之内,若负载及惯量超出电机
额定倍数太多(负载转矩大于3倍,惯量大于5倍),请重新选型更大规格的电机;
b、适当调大速度环比例增益P-005,每次调整量为10;
c、若调大P-005效果不明显,可适当调小滤波系数P-007/P-019,每次调整量为10;
d、若调小滤波系数效果也不明显,可适当调小位置环增益P-009,每次调整量为10;
e、若上述措施都无明显改善,请检查编码器连接线和指令连接线是否存在干扰,检查
屏蔽层是否两端良好接地。
⑤、驱动器出现 Err2 或 Err11 号报警
判断驱动器是上电就报警还是大惯量频繁加减速时报警:
a、若上电就报警可确定是驱动器的硬件电路出现故障;
b、若是大惯量频繁加减速时报警,先查看监视菜单 d-I 和 d-pI,观察电流的瞬时值
和最大值是否超出驱动器和电机的允许范围,若超出范围,相应减小惯量加速度(速
度模式:调大加速时间 P-060 和减速时间 P-061;位置模式:调大上位机控制器的加
25
减速时间),使电流控制在驱动和电机允许范围内,查看故障是否消失。
⑥、伺服电机启动时驱动器出现“Err 5/Err 12”
a、出现“Err 5”说明上位机发脉冲指令频率太快,超出伺服电机的响应能力,建议调大
上位机加减速时间,或者适当调大位置指令平滑时间P-040,每次调整量为10;
b、上述措施无效或者上位机无法修改,请将P-116设为32屏蔽“Err 5”报警(需断电重启
生效);
c、若启动时驱动器出现“Err12”过流报警,说明电机启动时负载过大,请检查驱动器选
型是否偏小或驱动器是否损坏。
⑦、伺服电机运行中驱动器出现“Err-4”
a、若低速运行正常,高速运行出现“Err 4”,请首先检查P-075最高转速限制是否偏低,
再适当调大位置环增益P-009(每次调整量为5),或者适当调大位置超差检测范
围P-080;
b、若只要给位置指令,无论什么转速,电机一运行就出现“Err 4”,请确定电机是否
堵转或损坏,驱动器强电回路是否损坏;;
c、若运行中加速较快时出现“Err 4”,请确认驱动器和电机选型是否偏小;
d、若运行中偶尔出现“Err 4”,请检查编码器连接线和指令连接线是否存在干扰,检
查屏蔽层是否两端良好接地。
⑧、驱动器运行正常,上位机出现“位置追随误差过大”
a、确定上位机位置跟踪误差超限的检测阈值,将驱动器位置超差检测范围P-080设置
为小于该阈值的数值,观察运行过程中驱动器是否出现“Err 4”;
b、若驱动器出现“Err 4”,则说明是驱动器和电机的响应问题,请首先确定驱动器和
电机的完好性,再调大位置环和速度环增益P-009/P-005;
c、若上述措施无明显效果,可考虑选型更大规格的驱动器和电机。
26
6、驱动器规格与电机适配表
6.1 型号规格与性能参数
表6.1 驱动器型号规格
型号 L15 L20
输入
电源 主电源 单相220VAC -15%+10% 50/60Hz
环
境
温度 工作:0℃ ~ 40℃ 贮存:-40℃ ~ 50℃
湿度 工作:40% ~ 80%(无结露) 贮存:93%以下(无结露)
大气压强 86kPa ~ 106 kPa
防护等级 IP20
控制模式 位置、速度、转矩、位置/速度、速度/转矩、位置/转矩
数字输入 4个可编程输入端子(光电隔离)
数字输出 4个可编程输出端子(光电隔离)
编码器
信号输
出
信号类型
A、B、Z 差动输出(无)
Z 信号集电极开路输出
RS485通讯读取反馈编码器位置
位
置
输入频率 T3D: 差分输入:≤500kHz(kpps); 单端输入:≤200kHz(kpps)
指令模式 T3D: 脉冲+符号;正转/反转脉冲;正交脉冲
电子齿轮比 1~32767/1~32767
速
度
模拟指令
输入 0~10VDC,输入阻抗10kΩ
指令加
减速 参数设置 P-060/P-061
指令来源 模拟量、内部速度指令
转
矩
模拟指令
输入 0~+10V,输入阻抗10kΩ
转矩限制 参数设置 P-065/P-066
指令来源 模拟量、内部转矩指令
监视功能 转速、当前位置、位置偏差、电机转矩、电机电流、指令脉冲频率等
保护功能 超速、过压、过流、过载、制动异常、编码器异常、位置超差、指令超频等
特
性
速度频率
响应 ≥1.6kHz
速度波动率 <±0.03%(负载0~100%); <±0.02%(电源-15% ~ +10%)
27
6.2 标配电机适配表(5对极电机,17位绝对值磁编)
表 6.2 5 对极电机与 T3D 驱动器适配列表
(电机系列代码 P-099: )
电机型号代码
(P-002)
自动识别
适配驱动器
型号规格
(AC 220V)
伺服电机型号
(220V)
额定
功率
(kW)
额定
电流
(A)
额定
转矩
(Nm)
过载
倍数
0 L15 40AST-A1C00330 0.1 1.1 0.32 3
1 L15 60AST-A1C00630 0.2 1.1 0.64 3
2
L15 60AST-A1C01330 0.4 2.8 1.27 2.8
L15 60AST-A1C01930 0.6 3.6 1.9 2
3 L15 80AST-A1C01330 0.4 2.8 1.27 2.5
4
L20 80AST-A1C02430 0.75 4.5 2.39 2.5
L20 80AST-A1C03230 1.0 4.8 3.2 2.5
5
L20 80AST-A1C03220 0.67 5.6 3.2 2
L20 80AST-A1C04025 1.0 4.5 3.8 2.5
6 L20/L30 110AST-A1C04220 0.88 4.5 4.2 2.2/3
7 L20/L30 110AST-A1C05420 1.1 5.5 5.4 2/2.7
8 L30 110AST-A1C06420 1.3 6.5 6.4 2.5
9 L30/L40 110AST-A1C07520 1.6 8.0 7.5 2/2.5
10 L30 110AST-A1C04230 1.3 6.5 4.2 2.5
11 L30/L40 110AST-A1C05430 1.7 8.2 5.4 2/2.5
12 L30/L40 110AST-A1C06425 1.7 9.5 6.4 1.7/2
13 L30 130AST-A1C05415 0.85 6.5 5.4 2.5
14 L30/L40 130AST-A1C06415 1.0 8.0 6.4 2/2.5
15 L30/L40 130AST-A1C07515 1.2 9.0 7.5 1.7/2
16 L30/L40 130AST-A1C08415 1.3 9.5 8.4 1.7/2
17 L30/L40 130AST-A1C09615 1.5 10.0 9.6 1.5/2