全数字式交流伺服驱动单元

用户手册

目录

第1章规格.

1.1 伺服驱动器规格.
1.2 伺服驱动器尺寸.
第2章 安装与接线 3
2.1 安装场合 3
2.2 安装方法 4
2.3 标准连接 5
2.3.1位置控制接线图 5
2.3.2配线规格 6
第3章接口
3.1 端子功能
3.2 I/0接口原理 .11
第4章参数 15
4.1参数一览 15
4.2参数功能 16
第5章保护功能 21
5.1报警一览表... ...21
5.2报警处理方法 .. 22
第6章显示与键盘操作 ..26
6.1键盘操作.. .26
6.2状态监视 . 27
6.3参数设置 29
6.4参数管理 .30
6.5速度试运行 32
6.6 JOG 运行 .32
第7章运行 .. 33
7.1电源连接. .. 33
7.2试运行... . 35
7.4调整. 36

附录A型号代码参数与电机对照表 38

第一章 规格

1.1 伺服驱动器规格

1.2 伺服驱动器尺寸

第二章 安装与接线

2.1安装场合

1、电气控制柜内的安装

由于电气控制柜内部电气设备的发热以及控制柜内的散热条件限制，伺服驱动器周围的温度将会不断升高，所以应考虑驱动器的冷却以及控制柜内的配置情况，保证伺服驱动器周围温度在 5 5 ^ { \circ } { C } 以下，相对湿度 90 % 以下，长期安全工作温度在 4 5 ^ { \circ } { C } 以下。

2、伺服驱动器附近有发热设备

伺服驱动器在高温条件下工作，会使其寿命明显缩短，并会产生故障。所以应保证伺服驱动器在热对流和热辐射的条件下周围温度在 5 5 ^ { \circ } { C } 以下。

3、伺服驱动器附近有振动设备

采用各种防振措施，保证伺服驱动器不受振动影响，振动保证在0.5G(4.9m/s以下。

4、伺服驱动器在恶劣环境使用

伺服驱动器应安装在电柜内，防止接触腐蚀性气体、潮湿、金属粉尘、水以及加工液体，以防驱动器发生故障。所以在安装时，必须保证驱动器的工作环境。

5、伺服驱动器附近有干扰设备

伺服驱动器附近有干扰设备时，对伺服驱动器的电源线以及控制线有很大的干扰影响，使驱动器产生误动作。可以加入噪声滤波器以及其它各种抗干扰措施，注意加入噪声滤波器后，漏电流会增大，为避免这个毛病，可以使用隔离变压器。特别注意驱动器的控制信号线很容易受到干扰，要有合理的走线和屏蔽措施。

2.2安装方法

1、安装方向伺服驱动器应垂直直立安装。

2、安装固定安装时，上紧伺服驱动器后部的4个M5固定螺丝。

3、安装间隔伺服驱动器之间以及与其它设备间的安装间隔距离，请参考图2.2，实际中应尽可能地留有较大的安装间隔，保证散热。

4、散热伺服驱动器采用自然冷却方式，电柜内必须安装散热风扇，保证有对流风吹向驱动器。

5、安装注意事项

安装电气控制柜时，防止粉尘或铁屑进入伺服驱动器内部。

2.3标准连接

2.3.1位置控制接线图

图3.1位置控制方式标准接线

2.3.2配线规格

1、电源端子TB

线径：R、S、T、PE、U、V、W端子线径 = 1 . 5 \mathsf {mm } AWG14-16)，r、t端子线径=1.0mm2AWG16-18)。
端子采用JUT-1.5-4预绝缘冷压端子，务必连接牢固。
接地线要粗壮，伺服电机的接地端子与伺服驱动器的接地端子PE务必相连。接地电阻 = 1 0 0 0 。
建议采用三相隔离变压器供电，减少电击伤可能性。
建议电源有噪声滤波器供电，减少干扰。
安装非熔断器，驱动器故障时及时切断外部电源。

2、输入输出信号CN1，电机编码器反馈信号CN2

输入输出信号线和编码器信号线，使用屏蔽电缆（最好为双绞屏蔽电缆），线径= 0 . 1 2 \mathsf {mm } ^ { 2 }
线长：电缆越短越好，输入输出信号线3m以下，编码器信号线 2 0 \mathsf { m } 以下，
布线时，信号线远离动力线布线。

2.4注意事项

1、U、V、W的接线必须与电机端子2、3、4一一对应，注意不能用调换三相端子的方法
来使电机反转，这一点与步进电机完全不同。2、由于伺服电机流过高频开关电流，因此漏电流相对较大，电机接地端子必须与伺服驱动
器接地端子PE连接一起并良好接地。3、因为伺服驱动器内部有大容量的电解电容，所以即使切断了电源，内部电路中仍有高压。
在电源被切断后，最少等待5分钟以上，才能接触驱动器和电机。4、接通电源后，操作者应与驱动器和电机保持一定的距离。5、长时间不使用，请将电源切断。

第三章 接口

3.1端子功能

1 端子配置

图3.1为伺服驱动器接口端子配置图。其中TB为端子排；CN1为DB25接插件，插座为针式，插头为孔式；CN2也为DB25接插件，插座为孔式，插头为针式。

图3.1伺服驱动器接口端子配置图

2 电源端子TB

3控制端子CN1

4反馈信号CN2

3.2I/O接口原理

1）开关量输入接口

图3.2Type1开关量输入接口

(1) 由用户提供电源， { D C l } 2 \mathord { ~ } 2 4 { V } ，电流 { >=slant } 1 0 0 { m A } (2） 注意，如果电流极性接反，会使伺服驱动器不能工作。

2）开关量输出接口

图3.3Type2开关量输出接口

（1）外部电源由用户提供，但是必需注意，如果电源的极性接反，会使伺服驱动器损坏。
(2） 输出为集电极开路形式，最大电流 5 0 { { m A } } ，外部电源最大电压25V。因此，开关量输出信号的负载必须满足这个限定要求。如果超过限定要求或输出直接与电源连接，会使伺服驱动器损坏；
（3） 如果负载是继电器等电感性负载，必须在负载两端反并联续流二极管。如果续流二极管接反，会使伺服驱动器损坏。

3）脉冲量输入接口

图3.4Type3脉冲量输入接口的差分驱动方式

图3.5Type3脉冲量输入接口的单端驱动方式

（1）为了正确地传送脉冲量数据，建议采用差分驱动方式；
（2）差分驱动方式下，采用AM26LS31、MC3487或类似的RS422线驱动器；
（3）采用单端驱动方式，会使动作频率降低。根据脉冲量输入电路，驱动电流 1 0 ~ 1 5 { m A } ，限定外部电源最大电压25V的条件，确定电阻R的数值。经验数据：V C C = 2 4 V ， { R } { = } 1 . 3 ~ 2 { K } ： { V C C } { = } 1 2 { V } ， \scriptstyle { R = } 5 1 0 ~ 8 2 0 \Omega ； { v c c } { = } 5 { v } ， { R } { = } 8 2 { ~ } 1 2 0 \Omega 。
（4）采用单端驱动方式时，外部电源由用户提供，但必需注意，如果电源极性接反，会使伺服驱动器损坏。
（5） 脉冲输入形式详见表3.4，箭头表示计数沿，表3.5是脉冲输入时序及参数。当使用2相输入形式时，其4倍频脉冲频率 <=slant 5 0 0 { k H } . 。

图3.8 2相指令脉冲输入接口时序图（最高脉冲频率 1 2 5 { k H z } ）

4）伺服电机光电编码器输入接口

图3.9 伺服电机光电编码器输入接口

第四章 参数

4.1参数一览表

\bullet 用户密码(315)：可以修改用户参数(除驱动器型号参数外)；。
\bullet 以下表中的出厂值以适配110ST-M04030H电机的驱动器为例，带"\*"标志的参数在其他型号中可能不一样。

4.2参数功能

第五章保护功能

5.1报警一览表

5.2报警处理方法

第六章 显示与键盘操作

6.1键盘操作

\bullet 驱动器面板由6个LED数码管显示器和4个按键↑、、←、Enter组成，用来显示系统各种状态、设置参数等。按键功能如下：

：序号、数值增加，或选项向前。
：序号、数值减少，或选项退后。
←：返回上一层操作菜单，或操作取消。
Enter：进入下一层操作菜单，或输入确认。

〖注〗、保持按下，操作重复执行，并且保持时间越长，重复速率越快。

6位LED数码管显示系统各种状态及数据，全部数码管或最右边数码管的小数点显示闪烁，表示发生报警。

8.8.8.8.8.8. LED5 LED4 LED3 LED2 LED1 LEDO

一级菜单包括状态监视、参数设置、参数管理、手动运行、点动运行。一级菜单的选择与操作如下：

6.2状态监视

dP- 为状态监视，用户可以在此菜单下选择各种不同的监视状态。也可以设置参数PA03的值，设定驱动单元上电时初始的监视状态。

【1】−I000其中r为电动机转速代码，1000表示电机速度为逆时针方向 1 0 0 0 { r / m i n } ，如果是顺时针方向运行时，则显示负转速 1000。单位为 \mathbf { r } / \mathbf { m i n } 。

【2】电动机编码器反馈的位置量是由POS.（高5位） + { P O S } （低5位）两部分组成的。例如：

同理，位置指令脉冲量也是由CPO．（高5位） + \mathbf { C P O } （低5位）两部分组成。例如：

[ 18

× 100000 + [458 10 = 1 8 4 5 8 1 0 个脉冲

CPO与POS的关系为：

P.00000

]×100000+P00000 PA12
PA13

C.000□□×100000+ COO0OO

同理，位置偏差是由EPO. （高5位） + { E P O } （低5位）两部分组成。例如：\boxed { ±b { \Xi } . \qquad ±b { \Omega } } x 1 0 0 0 0 0 + \boxed { ±b { \mathsf { E } } \qquad ±b { \Psi } } = 4 个脉冲

电机旋转一圈，POS显示的值变化‘编码器线数 x 4 ，个脉冲。

【3】当编码器固定以后，Z脉冲作为零点脉冲位置就固定下来。dP-RPo显示电机编码器输出位置信号偏离零点脉冲的脉冲值，如果编码器的线数是2500，那么dP-RPo显示的范围就是 0 ~ 9 9 9 9 。

【4】输入端子状态参阅3.3.2节，输出端子状态参阅3.3.3节。

【5】运行状态显示：

rn- on 伺服单元主电路已充电且已使能rn-oFF 伺服单元主电路未充电rn-CH ：伺服单元主电路已充电未使能

下面介绍如何调出状态监视的操作方法：例：如果需要调出当前为 dP-RPo 状态的监视，有两种方法，分别如下：

方法（一）直接选择状态监视。

方法（二）通过参数选择状态监视

6.3参数设置

缺省值：执行参数初始化操作后对应的参数值即为缺省值；
默认值：根据电机型号代码设置PA1，并执行EE-dEF操作后，对应的参数值即为默认值。

参数初始化的操作：

1．按住驱动单元‘ ③ ’键上电，当前所有参数的参数值即为缺省值；
2.进入参数管理菜单，执行参数写入操作EE-5E后，初始化操作完成。

恢复电机默认参数的操作：

1．输入修改电机参数专用密码，即 { P A 0 } { = } 3 8 5 。
2. 根据《附录A》电机型号代码表查找当前电机对应的电机型号代码。
3. 将电机型号代码输入PA1，按 \Theta 后进入参数管理菜单，执行EE-dEF操作，完成恢复电机默认参数操作。

以恢复175SJT-M220B（电机型号代码为24）电机默认参数为例，具体操作如下：

1、385是设置电机默认参数的专用密码。PA1只有在 { P A } 0 { = } 3 8 5 时才可以修改。

2、通过设置电机默认参数的操作，与电机相关的参数被写入默认值，用户也可以根据PA1参数的值（参阅附录A），来判断驱动单元的默认参数是否适用所驱动的电机。如果PA1参数值没有对应电机型号代码，电机可能运行不正常。

3、修改参数后须按 \Theta 键才能生效，此时，修改的参数值立刻反映到控制中，如果对正在修改的参数值不满意，不要按 \Theta 键，可按 ③ 键退出，参数值恢复成更改前的值。

6.4参数管理

参数管理部分，详细说明了DA98B和DA01B驱动单元中参数写入、参数读取、参数备份、参数恢复备份、恢复参数默认值的操作。参数管理中的数据存储关系如下图：

图4-1参数管理存储框图

EE一SEt参数写入，表示将内存中的参数写入EEPROM的参数区。用户修改了参数，仅使内存中参数值改变了，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，将内存中参数值写入到EEPROM的参数区中，以后上电就会使用修改后的参数值；

EE一rd参数读取，表示将EEPROM的参数区的数据读到内存中。这个过程在上电时会自动执行一次，开始时，内存参数值与EEPROM的参数区中是一样的。但用户修改了参数，就会改变内存中参数值，当用户对修改后的参数不满意或参数被调乱时，执行参数读取操作，可将EEPROM的参数区中数据再次读到内存中，恢复成刚上电时的参数；

EE一bA参数备份，将内存中的参数写入到EEPROM的备份区。该功能是为防止用户错误修改参数无法返回原参数而设定。用户在调试好电机性能后首先将参数备份。

EE一rs恢复备份，将EEPROM备份区的参数读到内存中。该参数值需要写入操作，否则重新上电后仍然是原参数值。

EE一dEF恢复默认值，表示将某款电机相关的参数的默认值读到内存中，并写入到EEPROM的参数区中，下次上电将使用该电机的默认参数。（参阅4.4节参数设置）

参数管理的操作如下：

图4-2参数管理

参数写入操作举例：

6.5速度试运行

在第1层中选择"Sr-”，并按Enter键就进入试运行方式。速度试运行提示符为“S”，数值单位是 { { r } / { { m i n } } } ，系统处于速度控制方式，速度指令由按键提供，用、键可以改变速度指令，电机按给定的速度运行。↑控制速度正向增加，控制速度正向减少（反向增加)。显示速度为正值时，电机正转；显示速度为负值时，电机反转。

□ S 800 □

6.6JOG运行

在第1层中选择“Jr-”，并按Enter键就进入JOG运行方式，即点动方式。JOG运行提示符为"J"，数值单位是 \mathbf { r } / { m i n } ，系统处于速度控制方式，速度指令由按键提供。进入JOG操作后，按下↑键并保持，电机按JOG速度运行，松开按键，电机停转，保持零速；按下√键并保持，电机按JOG速度反向运行，松开按键，电机停转，保持零速。J0G速度由参数No.21设置。

图6.9速度试运行操作框图<br>图6.10JOG运行操作框图

6.7电机测试

在第1层中选择"oL-”，并按Enter键就进入电机测试方式。电机测试提示符为"r”，数值单位是 { { r } / { { m i n } } } ，系统处于位置控制方式，位置限制值为268435456个脉冲，速度由参数No.24设置。进入电机测试方式操作后，按下Enter键并保持2S，电机按测试速度运行，按下一键并保持2S，电机停转，保持零速，按下一键，则断开使能，退出电机测试方式。

6.7 其它

自动增益调整功能正在开发中，目前暂不提供。

编码器调零功能只能在电机空载状态下进行操作，带负载操作时，会影响调零精度。

第七章运行

注意

\bullet 驱动器及电机必须可靠接地，驱动器的PE端子必须与设备接地端可靠连接。

\bullet 建议驱动器电源经隔离变压器及电源滤波器提供，以保证安全性及抗干扰能力。

\bullet 必须检查确认接线无误后，才能接通电源。

\bullet 必须接入一个紧急停止电路，确保发生故障时，电源能立即停止。（参见图7.1)

\bullet 驱动器故障报警后，重新启动之前须确认故障已排除、SON信号无效。

\bullet 驱动器及电机断电后至少5分钟内不得触摸，防止电击。

驱动器及电机运行一段时间后，可能有较高温升，防止灼伤。

7.1电源连接

电源连接请参照图7.1，并按以下顺序接通电源：

1）通过电磁接触器将电源接入主电路电源输入端子(三相接R、S、T，单相接R、S)。
2）控制电路的电源r、t与主电路电源同时或先于主电路电源接通，如果仅接通了控制电路的电源，伺服准备好信号（SRDY）OFF。
3）主电路电源接通后，约延时1.5秒，伺服准备好信号（SRDY）ON，此时可以接受伺服使能（SON）信号，检测到伺服使能有效，驱动器输出有效，电机激励，处于运行状态。检测到伺服使能无效或有报警，基极电路关闭，电机处于自由状态。
4）当伺服使能与电源一起接通时，基极电路大约在1.5秒后接通。
5）频繁接通断开电源，可能损坏软启动电路和能耗制动电路，接通断开的频率最好限制在每小时5次，每天30次以下。如果因为驱动器或电机过热，在将故障原因排除后，还要经过30分钟冷却，才能再次接通电源。

图7.1 电源接线图

电源接通时序及报警时序：

7.2电源接通时序图

图7.3报警时序图

7.2试运行

1） 运行前的检查

在安装和连线完毕之后，在通电之前先检查以下几项：

\bullet 电源端子TB接线是否正确、可靠输入电压是否正确？
\bullet 电源线、电机线有无短路或接地？
\bullet 编码器电缆连接是否正确？
\bullet 控制信号端子是否已连接准确？电源极性和大小是否正确？
\bullet 驱动器和电机是否已固定牢固？
\bullet 电机轴是否末连接负载？

2）通电试运行

A：试运行方式（1）连接CN1，使输入控制信号：伺服使能（SON）OFF，接通控制电路电源（主电路电源暂时不接)，驱动器的显示器点亮，如果有报警出现，请检查连线。（2）将控制方式选择（参数No.4）设置为速度试运行方式（设置为2）。（3）接通主电路电源。（4）确认没有报警和任何异常情况后，使伺服使能（SON）ON，这时电机激励，处于零速状态。（5）通过按键操作，进入速度试运行操作状态，速度试运行提示符为“S“，数值单位是\mathbf { r } / { m i n } ，系统处于速度控制方式，速度指令由按键提供，用键改变速度指令，电机应按给定的速度运转。B：JOG（点动）运行（1）连接CN1，使输入控制信号：伺服使能（SON）OFF。（2）接通控制电路电源（主电路电源暂时不接)，驱动器的显示器点亮，如果有报警出现，请检查连线。（3）将控制方式选择（参数No.4）设置为JOG运行方式（设置为3）。（4）接通主电路电源。（5）确认没有报警和任何异常情况后，使伺服使能（SON）ON，这时电机激励，处于零速状态。（6）通过按键操作，进入JOG运行操作状态，JOG运行提示符为“J”，数值单位是 \mathbf { r } / { m i n } 系统处于速度控制方式，速度大小、方向由参数No.21确定，按↑键电机按No.21参数确定的速度和方向运转，按√键电机按给定的速度反运转。C：位置方式运行（1）连接CN1，使输入控制信号：伺服使能（SON）OFF。(2）接通控制电路电源（主电路电源暂时不接)，驱动器的显示器点亮，如果有报警出现，请检查连线。（3）将控制方式选择（参数No.4）设置为位置运行方式（设置为0)，根据控制器输出信号方式设置参数No.14，并设置合适的电子齿轮比（No.12、No.13）。（4）接通主电路电源。（5）确认没有报警和任何异常情况后，使伺服使能（SON）ON，这时电机激励，处于零速状态。（6）操作位置控制器输出信号至驱动CN1-6、18、7、19脚，使电机按指令运转。

7.3调整

1）基本增益调整

（1）[速度比例增益]（参数No.5）的设定值，在不发生振荡的条件下，尽量设定得较大。一般情况下，负载惯量越大，[速度比例增益]的设定值应越大。

（2）[速度积分时间常数]（参数No.6）的设定值，根据给定的条件，尽量设置得较大。[速度积分时间常数设定的太大时，响应速度将会提高，但是容易产生振荡。所以在不发生振荡的条件下，尽量设置的较大。[速度积分时间常数]设定的太大时，在负载变动的时候，速度将变动较大。一般情况下，负载惯量越大，[速度积分时间常数]的设定值应越小。

（3）[位置比例增益]（参数No.9）的设定值，在稳定范围内，尽量设置得较大。[位置比例增益]设置得太大时，位置指令的跟踪特性好，滞后误差小，但是在停止定位时，容易产生振荡。

（4）如果要求位置跟踪特性特别高时，可以增加[位置前馈增益]设定值。但如果太大，会引起超调。

【注1】[位置比例增益]设定的较小时，系统处于稳定状态，但是位置跟踪特性变差，滞后误差偏大，为了使用较高的[位置比例增益]，可以减小[速度指令滤波时间常数]（参数No.11）设定值，避免超调。

【注2】[位置比例增益]的设定值可以参考下表

（2）基本参数调整图

图7.4基本参数调整图

2）位置分辨率和电子齿轮的设置

位置分辨率（一个脉冲行程 \triangle l ）决定于伺服电机每转行程△S 与编码器每转反馈脉冲 { \bf ~ P } _ { { t } } ，可以用下式表示

式中，

\triangle l ：一个脉冲行程（ ;mm { , } ：

\triangle \mathsf { s } ：伺服电机每转行程（ {mm } / 转）；

{ \bf ~ P } _ { { t } } ：编码器每转反馈脉冲数（脉冲/转）。

因为系统中有四倍频电路，所以 \scriptstyle { P } _ { { t } } = 4 x { C } ，C为编码器每转线数。本系统中， c = 2 5 0 0 线/转，所以 { P _ { t } } { = } 1 0 0 0 0 脉冲/转。

指令脉冲要乘上电子齿轮比G后才转化为位置控制脉冲，所以一个指令脉冲行程△l\*表示为

指令脉冲分频分子式中， \scriptstyle { { G } } = 指令脉冲分频分母

附录A型号代码参数与进给伺服电机对照表

PA28: 电机转子惯量
PA29: 电机额定转矩
PA30: 电机额定转速
PA31: 超速报警检测速度
PA32: 电机额定电流
PA33: 最大过载能力
PA34: 电流检测系数
PA35: 编码器线数
PA36: 磁极对数
PA37: SON强制有效
PA38: 内部正转转矩限制
PA39: 内部反转转矩限制
PA40: 外部正转转矩限制
PA41: 外部反转转矩限制
PA42: 位置前馈增益(%)
PA43: 位置前馈低通截止频率 { ( H z ) } ）
PA44: 直线速度换算分子
PA45: 直线速度换算分母
PA46: 直线速度小数点位置
PA47: 速度试运行与JOG转矩限制
PA48: 加速时间，ms
PA49: 减速时间,ms
PA50: S曲线时间,ms