10、=MXoC.M頑廣隊恥口）D.f-曲，
2. 電機功率饌矩換算式P=MXn9550中P、"”的單位分別為<）
A.kW.Aim.B.kli'.Nm、rminC.B'.Nm、rrninD.kW.kgut、rmin
3. 以下屆于恒轉矩負裁的是（）A.電梯B.機床進給C.機床主軸D.風機
4. 以下屬于恒功率負載的是（）A,電梯B.機床進給C.機床主軸D.風機
5. 數(shù)控機床進給采用伺服租機盟動的原因是...
A.保證最大進給力不變B.屬于恒轉矩負栽C,保證切削花力不變D.屬于恒功率負栽
6. 數(shù)控機床主軸采用始應電機驅動的原因是...（）A.保證最大遇給力不變B.KT恒轉矩負載
11、C.保證切削能力不變D.展于恒功率負載以下對無刷直流電機描述正確的是（）
A.簡稱BLDCMB,屬于交流伺服電機范疇C.簡稱PMSMD.屬于直流伺照電機范疇
7. 以下對PMSM電機描述正確的是（）A.交流伺服電機B.交流永磁同步電機
C.宜流伺服電機D.無刷白流電機輸入頻率不變時轉速不隨負載變化的是（）
A.同步電機B.交流主軸電機C.感應電機D.交流伺服電機
8. 額定轉速為1500r/min的電機，如果磁極對數(shù)增加1倍，其額定轉速將變?yōu)椋ǎ?
A.30001*minB.6000rininC.750rminD.375rinin額定轉速為30001min.磁極對數(shù)為4的伺服租機，
12、
其額定彼率為（）A.50HzB.100HzC.133HzD.200Hz
單元二、交流逆變技術項目二、交流逆變技術
任務一、熟悉電力電子器件M一、交流逆變概述
?:?控制要求
變頻調速：必須能同時改變電機的電壓和頻率（均f控制）。
問題：電網(wǎng)的供電電壓、頻率不能改變。
我國的標準:
U=3-380V（+10%,-15%）
f=50±lHz
必須有一整套變換裝置一逆變器（Inverter）。
?控制方案＞將380V/50HZ的交流直接變換成皿/可變的交,■流一交-交變流.
□特點：無中間電路（整流電路）、效率高，但控制復雜，尚沒有成熟的控制方案。
—最新研究方向一矩陣控制
13、技術。
＞先將380V/50HZ的交流轉換成直流，再將直流轉換成交流一交-肯-交變流。
□特點：技術較成熟，是當前交流逆變的主流。
變頻器、交流主軸、交流伺服全部采用交?直?交逆變方案一三者的主回路結構相同。
交-直及逆變電路
各部分作用：
□整流：將直流轉換為交流。
□調壓：保證直流電壓不變。
□逆變：將直流轉換為可變的交流。
二、電力電子器件?電子器件分類：.
＞低電壓、小電流控制——直接稱電子器件（弱電）」只要有電子控制電路就必須使用.
＞高電壓、大電流控制——稱電力電子器件（強電）.可用于交、直流主回路控制。
知識回顧1：怎樣區(qū)分主回路和控制回路?
LI主
14、回路：直接向負載提供電能的電路（可以是交流或直流）-如電機（電一機械能）、照明燈（電一光能）、加熱器（電一熱能）的供電回路。
口控制回路：用于信號分析、運算、處理的輔助電路。如：電機的繼電器控制電路、PLC、CNC等。
知識回顧2：你知道的電力電子器件右、.
□二極管：交流一直流，不需要（不能）控制.
稱為“不可控器件”。
□晶耐管：又稱可控硅，用于交流通斷控制，但不能控制百流美斷。
稱為“半控器件，
□GTO、GTR、MOSFEKIGBT、IPM等：可用于交、直流的通斷控制。
b稱為''全控器件
拓展學習1：電力電子技術的發(fā)展
□第1代：半控，功率二極管（20世紀40年代
15、）、晶?閘管（1958年，美國GE公司）o
水平：國際12000V/5000A；國內3000V/1000A
曰第2代：全控，GTO（門極可關斷晶閘管，1964年，美國）：GTR（大功率晶體管）、MOSFET
（電壓控制型單極晶體管），20世紀70年代、美國。
□第3代：復合型器件，IGBT（絕緣門極雙極型晶體管，1983年，美國GE公司）.
□第4代：功率集成電路，IPM（智能功率模塊，20世紀80年代末，美國）.
/正向電壓Uak、0.5V自然導通；否則自然關斷；/不能控制Uak、0.5V的關斷。
a晶耐管：
/正向電壓Uak?0.5V且門極電流IgN。時導通；
U
16、AK<0.5V關斷；
/能通過門極控制Uak?0.5V時的導通，但不能控制Uak?0.5V時的關斷。
□GTR.GTO：
?CE極電壓UceNOV時通斷可控，門極電流LN0時導通；Ib〈0時關斷；
/全控型，開關特性同三極管（電流控制）.
HMOSFET：
/DS極電壓UdsN0V時通斷可控，門極電壓UgsN
Ut時導通；UgsVU網(wǎng)關斷；
，全控型，開關特性同MOS管（電壓控制）.
CIGBT：
/開關特性同MOSFET,但D極稱C極；
/全控型，開關特性同MOS管（電壓控制）.
任務二、熟悉PWM逆變原理
逆變:將直流轉換為交流一、逆變的基本形式
?電流控制型：
17、逆變管輸出到電機的電流為方波（直流），通過改變電流頻率調速，大容量逆變器用。
?電壓控制型：逆變管輸出到電機的電壓為方波（直流），通過改變電壓頻率調速，大容量逆變器用。
?:?PWM控制型：逆變管輸出到電機的電壓為正弦波（P\VM脈沖串），誦過改變正弦波頻率調速，中小容量逆變器用一頻器、交流伺服的基本形式。
二、PWM逆變原理
PWM：脈寬調制的簡稱,以寬度可變的脈沖序—列等效代替各種波形。
?取樣控制理論：
面積相等、形狀不同的窄脈沖加到慣性環(huán)節(jié)上，產(chǎn)生的效果相同。
。應用:
電機繞組=電感，電阻=慣性環(huán)節(jié)加入脈沖電流時，平均電流：71=72
㈱期T
?結論:
/當
18、脈沖周期t（即頻率f,/=、幅值不變時,只要改變脈沖的寬度,就可以改變輸出的平均值L
開關穩(wěn)壓電源的原理（RC電路=慣性環(huán)節(jié)）。
,脈沖周期T越短（即頻率f越高）輸出的波形就越接近理想波形。
/叫PWM頻率（脈寬調制頻率,或載波頻率）,/越高,波形就越理想。
?記住哦!
PWM頻率也是變頻器的重要指標,越高,變頻器性能越好（但有不利的一面）。
正弦波的產(chǎn)生（P27圖2-3.4）:
SPWM波=脈寬調制正弦波
任務三、掌握整流電路的分析方法
知識回顧:技流電路有鼻些基本形單相半波、單相全波、三相半波、三相全波。
?:?單相全波整流：
用于單相交流輸入-直流的轉換.
匚原
19、理:利用二極管的正向自然導通特點，將4只二極管（果成,俗稱“橋堆"）紙合、接入單相交流電路，使得兩-兩交替導通、得到相電壓全部波形。
直流輸出電壓計算:面積相等
Ud=0.9U
利用大電容平波后:Ud21.2x0.9U?:?三相全波整流：_
原理:利用二極管的正向自然導通特點，將6>?只二極管（集成,俗稱"三相橋堆'）組合、接入三相交流電路，使得兩-兩交替導誦、得到線電壓全部波形。
直流輸出電壓計算:面積相等U《=1.35UL
利用大電容平波后:七5.2X1.35ULUl為線電壓:Ul=1.732XU相
?練_練:
某單相200~240V、三相380-440V輸入通用的L頻器，
20、如果將它直接遷接到我國的工廠電網(wǎng)上，變頻器的肯流母線電壓各為多大？
解：我國的電網(wǎng)電壓
單相:U=220V（單相指相電壓）三相:UL=380V（三相指線電壓）
代入后得:
單相:Ud=237V（—般可認為230V）三相:Ud^615V（一般可認為610V）?練_練（不定項選擇）：_
1. 目前變彼器所使用的變流方式桓于（）■A.交-交B.交-直-交C.直-交D.交?直
2. 變頻器整流回路常?用的電力電子器件是...（）A.GTRB.IGBTC.二極管D.晶祠管
3. 變頻器逆變回路常?用的電力電子器件是...（）A.GTRB.IGBTC.二極管D.晶祠管
4. 以下屬于全控型
21、器件的是（）A.二極管B.晶閘管C.IGBTD.MOSFET
5. 3~380V輸入的變頻器直流母線電壓約為......（）A.230VB.320VC.500VD.610V
6. 3~200V輸入的伺服驅動直流母線電壓約為...（）A.230VB.320VC.500VD.610V
7. 目前變狡器常用的逆變控制形式為（）A.電壓控制B.電流控制C.PWMD.PAM
8. 提高變頻器載波頻率的目的配（）A.提昏變頻輸出頻率B.改善輸出波形
C.降低生產(chǎn)成本D.降低損耗
感應電機：即使交流電的頻率不變，電機的轉速也將隨著負栽的增加而降低。
感應電機俗稱異步電機；伺服電機是同步電機.
22、
?交流電機的轉速公式
同步電機：no=6O//P（同步轉速）
感應電機：n=n°（1-S）（異步轉速）
/：交流電的頻率（Hz）；
P：電機磁極對數(shù)；
S：轉差率（畿定負載時的轉速降低百分率）.
交流電機的轉速方案
改變頻率的調速稱為變殖調速：改變磁極對數(shù)的調速稱為變極調速；改變轉差的調速稱為變轉差調速。
?:?交流調速方案與比較..
變極調速：通過改變電機繞組的連接實現(xiàn)，只需要繼電——接觸器電路控制，控制最簡單。但因P必須為正整數(shù)，只能成倍改變轉速（有級調速）.
變轉差調速：本質改變電機的輸出特性，可通過改變電樞電壓、定子電阻、轉子電阻等方式實現(xiàn)無級調速，但控制裝置的體
23、積大、硬件成本高。
變狡調速：直接改變電機供電頻率實現(xiàn)無級調速，調速性能好、體積小、技術先進，但控制復雜，實現(xiàn)較困難。
3.變頻調速技術的發(fā)展（見P3,圖0-1.2）
＞怎樣調速：控制理論研究
變頻調速：VN控制f矢星控制-直接轉矩控制伺服驅動：BLDCM（方波、PID調節(jié)）fPMSM（正弦波、矢量控制）
＞如何實現(xiàn)：控制技術研究
模擬最控制-數(shù)字控制-網(wǎng)絡控制
A用什么做：控制器件研究
GTR（電力島體曾）fIGBT（復合電力地子器件）—IPM（功率棠成吾件）
變狡器至今還沒有世所公認的最佳方案.
4.變頻調速裝置分類
?非常垂要！
變猱器：專指控制普通感應電機的通用
24、調速裝宣.瘦用最廣泛，生產(chǎn)廠眾多.
主軸驅動備：控制專用感應電機的專用調速裝置。多用于數(shù)控機床主軸調速，CNC生產(chǎn)廠提供。
伺服嬰動器：控制伺服電機（同步電機）的專用調速裝置，可以實現(xiàn)位置控制。成用較J」泛，生產(chǎn)較多，國產(chǎn)數(shù)控機床使用較多.
變頻器、交流主軸驅動器、伺服驅動器廣義上都是變頻調速裝宣.
單元三、交流伺服產(chǎn)品與性能--
項目三、交流伺服產(chǎn)品與性能任務一、了解交流伺服產(chǎn)品
一、交流伺服的分類?伺服：以物體的位置、方向、狀態(tài)等作為控制量，追蹤目標值的任意變化的控制機構（日本JIS標準）。
簡言之,伺服曝動是一種能夠自動跟隨目標位黃變化的控制裝置。
3作用：
/按照C
25、NC要求的速度移動；/按照CNC要求的位置定位。
-I控制對象：坐標軸位移（速度、方向和位置）；二執(zhí)行機構：伺服電機；
-I本質：可以對輸入脈沖信號進行功率放大的放大器一―｛可服放大器（亦稱：驅動器、放大器、伺服單元等）??:?通用伺服
。特點：
/通用靈活、控制容易、對控制裝置無要求；,驅動器是獨立部件，閉環(huán)位置控制通過曝動器本
身實現(xiàn)，驅動器有獨立的操作單元?/CNC不能監(jiān)控驅動器的工作狀態(tài)、設定與優(yōu)化驅動器參數(shù)，輪廓加工精度低。
◎菱點：
/直接采用脈沖輸入來控制電機位置和速度；/可以與任何形式的位置脈沖發(fā)生器，如CNC、PLC、計算機等配套使用；
/可采用網(wǎng)絡控
26、制，但通信協(xié)議是通用與開放的，如：
CC-Link、PROFIBUS等；/目前國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)配套的都是通用伺服c
□特點：
/必須與CNC配套使用，無通用性；/一般采用網(wǎng)絡控制，通信協(xié)議不對外部開放；一/驅動器的參數(shù)設定、狀態(tài)監(jiān)控、調試與優(yōu)化可肖接利用CNC進行，驅動器一般無操作單元。
⑥費點/驅動器無位置控制功能，它只是伺服驅動的一部分，不能獨立使用；
/閉環(huán)位置控制通過CNC實現(xiàn)，CNC可以實時監(jiān)控坐標軸的位置、速度等參數(shù)，并進行動態(tài)調節(jié)；輪廓控制精度高;/進口數(shù)控系統(tǒng)配套的都是專用伺服。
?:?模擬伺服/控制量（電壓、電流等）均為連續(xù)變化的模擬量；
/以模
27、擬電子線路、PID調節(jié)為主，無微處理器；/調揍與設定不需要專門的調試儀器。
不系?史現(xiàn)位JStlfe*!.它只Jt—村速度/轉蛆說制*.M,亦初速度性伽電元o?:?數(shù)字伺服
/控制量:均為二進制形式的數(shù)字量；/以很處理器作基本控制器件，可實現(xiàn)多種運算功能；
/必須配套操作單元或與通信接口，進行調整與設定。
驅。由丁貝位衰性制功箴址一著位置、速度、二、伺服系統(tǒng)的結構
?:?閉環(huán)控制的概念特點：用給定和實際輸出間的誤差進行控制.
調節(jié)原理：輸入不變時，如輸出下降，則誤差增大、調節(jié)器輸出增加、控制量增加、輸出增加；當輸出上升時，誤差減小、控制量減小，輸出將減小-
總是能夠使輸出與輸
28、入一致"?半閉環(huán)：一般以伺服電機內置編碼器作為物體位置檢測元件，不能直接檢測直線位置、速度。
參見P50、圖3-1.3-□特點：
/只能對電機的轉角進行閉環(huán)控制，由于伺服電機和絲杠為機械刖性聯(lián)接，故可間接控制直線位移；/系統(tǒng)簡單、設計方便、制造成本，是普通數(shù)控機床的常用結構；
/電氣與機械傳動有明顯分界，系統(tǒng)調試方便；/機械間隙、摩擦死區(qū)、刖度等非線性環(huán)節(jié)在閉環(huán)外,系統(tǒng)穩(wěn)定性好；但控制精度較低。
?:?全閉環(huán)：直接檢測最終的直線位置、速度；直線軸一般采用光柵、回轉軸采用編媽器作為物體位置檢,測元件。
參見P50、圖3-1.4-n特點：
/直接檢測最終位置，可以自動補償機械磨扳、間
29、隙,控制精度高、精度保持性好；/機械間隙、摩擦死區(qū)、剛度等非線性環(huán)節(jié)在閉環(huán)內，系統(tǒng)對部件的要求高，容易導致振蕩；
/電氣與機械傳動無明顯分界，系統(tǒng)調試較為困難，制造成本較高。
三、常用產(chǎn)品簡介
?:?性能與比較
參見P51~P54°
性能
安川EV
三菱MR-J3
松下MINAS-A5
最大功率
15kW
55kW
5kW
最高轉速
6000r/min
（相同）
頻率響應
1600Hz
900Hz
2000Hz
編碼器
220
218
220
任務二、熟悉zv系列伺服驅動?組成：
驅動器+
伺服電機
一、SV驅
30、動器
型號:
SGDV-21
￡V驅動器一I
額定輸出電流——
10A以上：單位0.1A如：120=12A；
10A以下：R代表小數(shù)點
如：2R8=2.8A
R8A01A
設計序號接口代號
01：通用接口
輸入電壓
A:AC200VD:AC400VF:AC100V
詳見P57。
?:?主要技術參數(shù)：工控制功能：位置、速度、轉矩
調速范圍：15000調速精度：W±0.01%
頻率響應：1600Hz位置脈沖頻率：最大4MHz（線驅動輸入）；最大200kHz（集電極開路輸入）
位置脈沖類型：脈沖+方向、90。差分信號、正/反轉脈沖
速度/轉矩給定：DC-12V~1
31、2V模擬電壓詳見P58,
二、ZV伺服電機：?常用系列
n高速小慣量電機SGMAV：1kW以下，ne/n^=3000/6000r/min
SGMSV：1.5~7kW,ne/hwx=3000/5000r/min□中慣量標準電機
SGMJV：0.75kW以下，3000/6000r/minSGMGV：0.3~7.5kW,1500/30OOr/min
11~15kW,〃e々/nax=1500/2000r/minn內置編碼器：22。增量，，絕對編碼器
詳見P59,P63表3-2.6第8行錯。
?:?型號：
SGMJV-01ADA
電機系列——
額定毓）出功率
單位：0.1kW
2
32、1TT
1-內置制動器
1:無制動
B:蒂DC90V制動
C:帶DC24V制動額定電壓
A:AC200VD:AC400V
額定電壓
A:AC200VD:AC400V
」電機軸形式
內置編碼器一1
3:220絕對
D:28增最
A:量
軸軸輔
平平平
Z6:B:
冒斜
無帶帶
設計序號
詳見P60。
輸出特性:
?:?過我能力：
高速小慣量電機（SGMAV、SGMSV）:300%
中慣量標準電機（SGMJV）：350%（SGMGV）：300%
?練一練（不定項選擇）：
1. 以下對通用伺服描述正確的是……......
A,一般采用脈沖輸
33、入控制B.可以獨立使用
C.對上級控制器無要求D.多與國產(chǎn)CNC配套
2. 以下對專用伺服描述正確的是（）
A.位置控制通過CNC實現(xiàn)B.可以獨立使用
C.對上級控制器無要求D.多與進口CNC配套
3. 以下屬于直線軸、半閉環(huán)系統(tǒng)特點的是...（）
A,不能檢測實際位置B.系統(tǒng)的穩(wěn)定性差
C.檢測器件為編碼器D.檢測器件為直線光柵
4. 以下屬于直線軸、全閉環(huán)系統(tǒng)特點的是......—）
A.不能檢測實際位置B.系統(tǒng)的穩(wěn)定性差上
C.檢測器件為編碼器D.檢測器件為直線光概■
5. SGDV-120A01A驅動器的主要技術參數(shù)
A,額定輸出電流120AB.額定輸入電壓3~
34、200V
C.額定輸出電流12AD.帶脈沖輸入接口
6. 以下對SGMSV-20ADA電機描述正確的是...（）
A.高速小慣量電機B.額定輸出功率2kW
C,額定輸出電流20AD.額定電壓3~200V
7. SGMSV-20ADA2B電機的主要技術參數(shù)是...（）A,額定轉速為3000r/minB.最高轉速為5000r/min
C.帶22。增量編碼器D,帶內置DC24V制動器單元四、交流伺服的連接技術-
項目四、交流伺服的連接技術任務一、掌握主回路連接技術—
一.伺服驅動系統(tǒng)組成
參見P65、圖4-1.1o硬件蛆成=基本裝置（必須有）+選件（可以有）
?:?基本裝置：
35、驅動器+電機+電纜
選件：主接觸器、DC電抗器、濾波器、制動電阻。
?連接總圖
?:?器件及作用
□進線斷路器/主回路短路保護用（正規(guī)產(chǎn)品上必須加）；
/可選用通用產(chǎn)品。
□進線主接觸器/一般需要安裝。
g原因:
/主回路需要單獨控制通/斷；/驅動器故障時不能加入主電源。
口濾波器：消除干擾，可以不使用；□直流電抗器：抑制高次諧波，可以不使用;n制動電阻：提高制動能力，根據(jù)需要選用。
二、主回路連接
?:?主回路/主電源：產(chǎn)生驅動器的直流母線電壓;/控制電源：產(chǎn)生驅動器內部控制電壓。
?連接要點
/主電源連接到L1/L2/L3；
/控制電源連接到L1C/L2C；
36、
/電機連接到U/V/W；
/主電源通過主接觸器控制；/先加控制電源，再加主電源；驅動器故障觸點應串聯(lián)到主接觸器通斷控制回路。
典型電路（參見P67,圖4-1.3）
1. 驅動器故障時，主電源不能加入；
2. 故障觸點斷開時.可斷開主電源、保留控制電源。
想_想:為什么要這樣?
?:?輸入要求/AC200V：額定AC200/230V+10%-15%
200V-15%=170V；230V+10%=253V：
?.?AC200V的輸入范圍為：AC170-253V/AC400V：額定380/480V+10%-15%
380V-15%=323V；480V+10%=528V；???
37、AC400V的輸入范圍為：AC325~528V-頻率用戶改變不了,不要考慮。
s故障觸點只能驅動DC30V/50mA,所以，要加中間繼電器。
三、元器件選擇
□斷路器
額定電流計算方法：
/e=（1.5-2）Se/1.732Ue
le:斷路器赧定電流（A）:
Se：驅功器輸入容星（VA）:
Ue:輸入線電壓（V）；
?注嬴:鑒動器容雖豐電機功率
b輸入容量參見P61表3-2.L
□主接觸器
/額定電流的計算同斷路器；
/線圈電壓按控制電路的電壓要求選擇。
【例】某設備配套有SGDV-120A01A驅動器，試設計驅動器主回路，并選擇斷路器與主接觸器。
解:
1.
38、線路：畫上標準電路。
2. 驅動器額定輸入電流計算：
從表3-2.2查得，SGDV-120A01A驅動器的輸入容量為2.3kVA,斷路器的額定電流/e可計算如下：
le=（1.5-2）Se/1.732Ue=9.96-13.28A斷路器與主接觸器選擇
根據(jù)斷路器的額定電流系列，可選擇10A標準規(guī)格，如DZ47-63/3P-10A等。
根據(jù)接觸器的額定電流系列，可選擇12A標準規(guī)格，如CJX1-12/22等。
?練一練:
1. 驅動器主回路安裝斷路器的目的是（A.控制驅動器啟停B.控制主電源通斷
C.主回路短路保護D.主回路欠壓保護驅動器主回路安裝接觸器的目的是（）
A.控制驅動
39、器啟停B.控制主電源通斷C.主回路短路保護D.主回路欠壓保護
2. 以下對驅動器主電源、控制電源的控制要求描述正確的是（）
A.控制電源先加入B.主電源通斷用故障觸點控制C.主電源先加入D.控制電源通斷用故障觸點控制
3. 額定電壓為3-AC200/230V的驅動器，其輸入電壓允許的范圖為（
A.200-230VB.170~264V
C.180~264VD.170~253V額定電壓為3~AC380/480V的婪動器，其輸入電壓
允許的范圍為（）
A.380~480VB.323~552V
C.323~528VD.342~528V以下對驟動器故障觸點使用描述正確的是…（）
A.只
40、能連接直流負載B.不能超過DC50mA
C.應串聯(lián)到主接觸器線圈回路D.正常時接通
綜合訓練:
7,假設某數(shù)控車床況套的X軸伺服電機為SGMSV-10ADA、Z軸伺服電機為SGMSV-20ADA。試：
（1）選擇X、Z軸的伺服驟動器型號；（2）設計驅動器的主回路電路草圖；
（3）選擇斷路器與主接觸器"任務二、掌握控制回路連接技術
?怛_想：電機的控制有何要求?
/需要向電機提供電能。
B主回路（交?直?交變流）。
/能夠控制電機運行。
B外部提供控制信號，一般為開關量輸入（觸點），稱DI信號（DataInputs）.
/能夠檢查膽動器狀態(tài).
g輸出運行狀態(tài)信號，一般為開
41、關量輸出（觸點），稱D。信號（DataOutputs）?/能夠改變電機轉速、位置。
=外部提供脈沖信號，稱給定信號。
/能夠檢測實際速度、位置。
&輸入速度位置測量信號，稱反饋信號。
一、DI/DO信號與連接1.DI信號與連接■一
?常用的DI信號：
C伺服使能（S-ON）
連接站：出廠設定為CN1S0（可以改變）
作用：控制輸出，信號ON,逆變管開放，電機通電。
。正/反轉禁止（*P-OT/*N-OT）
連接端：出廠設定為CN142/43（可以改變）
作用：禁止某一方向的運動，可用于超程控制。
信號名稱前的".代表常閉輸入,即:正常時應ON；輸入OFF時,禁止正J反轉
42、。
/DI信號應連接到CN1-40-46；
/信號功能只能在驅動器規(guī)定的范圍內選擇，但可.以不使用。
/連接揣連接什么信號.可通過參數(shù)的設定選擇.稱為“多功能DI”。
?:?DI信號的連接
刀對輸入的要求：
/可以是觸點或電子觸點（晶體管輸出）；
/驅動能力：^DC24V/50mA；
/工作電流：7~15mA;
/信號狀態(tài)：，3.5mA,ON；<1.5mA,OFF。
輸入觸點連接DI信號，可以根據(jù)妾求選擇或不連
公共輸入驅動電源，必須連接DC24V輸入
。芬一剪:
/信號ON時，輸入的電流為大?
/觸點的接觸電阻最大不能超過多少?
=參
43、考答案:
(1) lON=(24-0.5)/3.3=7.12(mA)保證信號ON最大允許的電阻:氏皿=(24-0.5)/3.5=6.7(kQ)
觸點最大接觸電阻:
R=6.7-3.3=3.4(kQ)
n電子觸點的連接
+24V
連接DI信號，可以根據(jù)要求選擇或不連
公共輸入驅動電源，必須連援DC24V輸入
-1J
?可直接連接NPN集電極開路輸出信號.
「n卜部電4
IIII
2.DO信號與連接
?常用DO信號
刀報警(ALM)
連接端：出廠設定為CN1-31/32(可以改變)作用：驅動器故障時輸出OFF；正常輸出ON.
□準備好(S-RDY)
連接端：出廠設
44、定為CN1-29/30(可以改變)
作用：驅動器正常時瑜出ON,報警或初始化時輸出OFF。
。定位完成(CONI)
連接端：出廠設定為CN1-25/26(可以改變)作用：位丑到達允差范圍時ON,運動或位丑未到達肘OFF。
?:?了解三者的大致區(qū)別，相同點
/調速照理相同，都通過變頻實現(xiàn)調速；/主回路相同，都采用PWM逆變電路。
A區(qū)別/控制對象不同
交流伺服：專用同步電機：15kW以下；交流主軸：專用感應電機：100kW以下；變頻器：通用感應電機；最大到1000kWo,性能區(qū)別很大（將在后期課中介紹）/用途不同（將在后期課中介紹）?常用伺服驅動品牌
本課程的“伺服驅動''是指可
45、獨立使用的通用型■伺服耍動器。
國產(chǎn)數(shù)控配套的都是通用伺服。
FANUC、SIEMENS數(shù)控配套的是專用伺服。
?日本安川（YASKAWA）:￡11系列（廣泛使用）、
EV系列（最新）三菱：MR7系列（常用）、FR73系列（最新）松下：MINAS-A系列（常用）、FR-A5系列（裝新）
?國內KND-SD98/SD100.GSK-DA98/DAT、GS2000等。
5. 常用變頻器品牌
本課程的“變頻器”是指用于通用感應電機控制的通用變頻器。
?日本安川：CIMR-*7系列（常用）、CIMR-M000系列
（是新）（*=J、V、F、G）三菱：FR--500系列（常用）、FR-
46、*700系列（最新）（*=S、E、F、A）
?:?歐美西門子（德）:MM420/430/44。系列（常用）旅耐德（法）：ATV系列（常用）
臺灣、大陸電子產(chǎn)品均為日本早期的山塞產(chǎn)品。
?練一練（不定項選擇）：_可用來實現(xiàn)交流電機速度控制的裝置是......（
A.CNCB.PLCC.變頻器D.伺服驅動器可實現(xiàn)感應電機的無級調速方案是（）A.變極B.變頻C.調壓D.變轉差率
1. 通用變頻器的控制對象是（）A.伺服電機B.感應電機C.直流電機D.專用電機變彼器與交流主軸驟動毒的主要區(qū)別是...（）A.調速原理B.電路結構C.控制器件D.電機
?要點:—一/DO信號應連接到CN1的規(guī)定
47、端（見圖4-1.5）；
/信號功能只能在驅動器規(guī)定的范圍內選擇.怛列、以不使用?
/連接端迎接什么信號，可通過參數(shù)的設定選擇?稱為“多功能DO”。
?DO信號的連接□輸出規(guī)格：
^CN1-25/26,31/32：2點，光耦獨立輸出；/CN1-37/38/39：3點，晶體管集電極開路輸出、帶公共0V指，公共端CN1-1〈連tSOV）。
/驅動能力：光桐DC5~30V/50mA；晶體管輸出：DC5~30V/20mA。
3.輸入脈沖的連接口作用：位置控制時的位肯始定輸入。
。連接端：起定為CNL7/8、CN1-11/12（不可改變—。輸入要求：DC5~12V/A20mA
高電
48、平：大于3.7V；低電平：小于2.8V.
□連接電路：
線驅動輸出、直接連接
①楚點R1的計算
計算式：5mAW[Vcc-(1.5+0.5)]/R1W20mA
Vcc=5V:R1=0.15*0.6kQ
VCC=12V：R1=0.5*2kQ
VCC=24V：R1=1.1-4.4kQ
3. 電機編碼器的連接□作用：位置、速度檢測信號.
。連接端：專用連接器（不可改變）口輸入要求：安川串行數(shù)據(jù)總線輸入n連接電路：
4. 編碼器信號輸出-］作用：供給jl級控制裝m的位置、速度反饋信號.
□連接端：CN1-33/34.CNL35/36、CN1-19/20.
□輸
49、出規(guī)格：DC5V線驅動（A/B相差分脈沖+事脈凍C）r連接電路：
|上級控制器為線驅動接口
上級控制器為光耦接口
?練—練:
1. 伺服驅動器DI信號具有的特點是（）A.功能可通過參數(shù)定義B.輸入連接方式可變C.輸入電流可調D.輸入電壓可調
2. 伺服驅動器D。信號具右的特點是（）A.功能可通過參數(shù)定義B.輸出連接方式可變C.輸出電流可調D.輸出形式可選
3. EV驅動器DI輸入公共端的電壓為（）A.DC5VB.DC12VC.DC24VD.AC200V
4. EV驅動器D。輸出的形式有（）
A.繼電器觸點B.PNP集電極開路
C.北耦輸出D.NPN集電極開路EV驅動器D
50、I可宜接連接的信號為（）
A.按鈕B.NPN集電極開路輸出接近開關C,繼電器觸點D.PNP集電極開路輸出接近開關
5. 驅動陽對DI信號的驅動能力要求為…（）A.DC30V/20mAB.DC30V/50mA
C.DC24V/20mAD.DC24V/50mA￡典動器光搭輸出的驅動能力為（）
A.DC30V/20mAB.DC30V/50mAC.DC24V/20mAD.DC24V/50mA
6. EV驢所器品體管輸出的驪動能力為......（）A.DC30V/20mAB.DC30V/50mA
C.DC24V/20mAD.DC24V/50mAEV驅動器的付置給定是否可使用PNP集電極兀路輸
51、出的脈沖信號？如能夠，畫出其連接電路草圖。..
_參考答案:
答：能夠。參考電路如下：
能提供嘔助電流、保證頻率的信號都可用。
任務三、識讀伺服系統(tǒng)工程圖
本書執(zhí)行DIN40900標準，閱讀教材P83~P88,回答以下問嬲:
2.這個代表什燈
1. 為什么要有邊柩？
l0006-ldX3\
AgXKt
3.PE代表什么？
Fl
7.這個是什么？
10.這個有何用？
6.為什么這樣而
8.這些數(shù)字何用？
電流不能調節(jié)，只能短路保護
電流可調節(jié)，能保護短路、過栽
許用元器件上的標志代替線號
由線號的使用與說與:
線號：為了便于連接、檢
52、查所做的標記?；疽笕缦拢?導線上的同一連接點不論連接多少條線，都只能使用同一個編號。
,不同的連接點，不允許使用相同編號。
/除了直接與電源進線的導線編號為nL1/nL2/nL3、直流電源為nL+/nL子卜，其余可自由。
,對能夠清晰反映連接關系的導線，可不使用線號（見圖）.
11.總開關Q1接通后，哪些部分被直接通電？
需要KM10接通后加入.
KM1接通條件:
1. 芻停S1未按下變頻器無故障
2. X/Z軸未超程斷路器未動作
用啟動按|鈕S2核通|主接觸器|
輸入信號:
53、輸出信號:
1. 指令脈沖；1.零脈沖；
2?伺服°N。2.報警。
點:CNC和SV的UM信號互連1個控制裝置的輸出可以、井只能作為另一控制裝苴輸入，反之亦然。
1. 必須保注I/O信號能夠形成電流網(wǎng)路.
2. 零所器報警時，CNC必須停止。
。零動器的報居輸出,作為CNC報蚩輸入。
3. CNC沒有準苗好，驪動器不能工作。
bCNC的準備好信號,作為零的器伺服使舟館號.
4. CNC需要執(zhí)行回參考點操作.
?受動器的等脈沖信號需要輸出到CNC.
標準電纜連接簡單,但沒有通過燮動器報警信號互領主接去器,可靠性存在一定的隱崽!
驅動器報警信號連接
CNC輸入
0V線必
54、須互連，才能使CNC輸入電流形成回路!
11
fiv#
備
M4
*a
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C?：00T
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2
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發(fā)"
G\B-Cf.UP5
i
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G2
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g'
1
AC；DCn1：.JV
4
/g
TB2U4
位
?|CNC輸入
線驅動輸出必須成對連接！|
|保證輸入
55、驅動電波足夠!
明細表編寫
要包括產(chǎn)品的全部信息。
EXP1-90S
士
tr
?》
外舛件明細表
一
sH
i—
/標題欄
類別，一般分如下三類:
基本件：企業(yè)生產(chǎn)、制造的零部件（注明圖紙的名稱）；
標準件：批量采購的通用零件，如；等桂、螺母、給圈、接頭等；外購件：需要?！醪少彽牧悴考?
組囹身抽所總床主pfooOso12
90:電氣等.
內容欄
圖號：
基本件：圖紙編羅標準件：國標編號外
56、購件：弋號
I圖紙或器I圖紙通
件的徹醴噂
詳細型號^^^I
圖紙的張數(shù)或§8件數(shù)量參數(shù)、生產(chǎn)廠家等附加說明
單元五、交流伺服的調試與維修-
項目五、交流伺服的調試與維修任務1、熟悉驅動器的功能與參數(shù)驅動器結構與控制模式
?驅動器功能/位置控制（基本功能，包含速度、轉矩控制）
,速度控制（無位置控制，包含轉矩控制）；/轉矩控制（無位置、速度控制，獨立用）?
?驅動器結構/主回路通用；
,控制回路為位置、速度、轉矩三閉環(huán)結構；/內環(huán)可以獨立使用。
M器結構,參見P94、圖5E戾耘
速度控制轉矩控制
?控制模式選擇
守利用驅動器參數(shù)PnOOO.1進行
57、選擇。
常用：
PnOOO.1=0：速度控制1
無級調速，速度給定為模擬電壓。
PnOOO.1=1：位置控制
E給定為位置脈沖輸入。
PnOOO.1=2：轉矩控制
給定為模擬電壓。
PnOOO.1=3：速度控制2
有級調速，速度大小由驅動器參數(shù)設定、通過DI信號輸入選擇，最多8級。
n參數(shù)分類/功能型
用來設定驅動器控制功能。
,數(shù)值型
用來設定驅動器控制數(shù)據(jù)。
。參數(shù)顯示5只、8段數(shù)碼管，見右圖。
/參數(shù)號顯示
參數(shù)號
Pn：參數(shù)二T/參數(shù)值顯示（數(shù)值型）
1~1
IJ1-
-HJ.
niu
~1.
nruL
~inJu
nu
十進制
58、，直接顯示數(shù)值，如Pn100=40.0.
/參數(shù)值顯示（功能型）
pn???.o
LPn***.1
—Pn….2
Pn***.3
4字節(jié)、16進制，按字節(jié)顯示，顯示0~F。
表示方法：PnOOO.1=A.
二.位置控制及設定碩件連接的基本要求
/主回路：按照圖紙規(guī)定連接：
原理腫73圖4-1.7；實例見P85/86圖右3.3泠3.4；,電機與編碼器：按照規(guī)定連接；
'參見P85/86圖33.3/4-3.4；/位置給定脈沖輸入：連接到上級控制器；
。參見P85/86圖4-3.3/4-3.L/DI/DO信號：
DI信號：一般需要考慮伺服ON（S-ON）、正轉禁止（*P-O
59、T）、反轉禁止（*N?OT）。
DO信號：?般需要考虛報警（ALM）、準備好（S-RDY）.
1. 基本參數(shù)的設定?DI信號定義
根據(jù)P104表牛1.2確定輸入連接端和極性。
?想想:P85/86圖433/4-3.4所示的數(shù)控車床使用了哪些DI信號？參數(shù)如何設定？
■參考答案:
/使用了S-ON，連接端為CN1-40?.?設定Pn50A.l=0（輸入,從CN1V0輸入）.
/，P9T/*N-OT沒有使用,但驅動縫求正常時應ON.
?方法:直接取消D助能，設定:
Pn50A.3=8（總是能正轉）、Pn50B.0=8（總是能反轉）
。解決開機報警Pot、Not的基本方法!
?
60、:?DO信號定義
根據(jù)P105好1.4確定輸出連接端和極性。
Q想一想:P85/86圖433/4-3.4所示的數(shù)扇|使用了哪些DO信號?參瀕何設定？
，參考答案:
/使用了ALM，連接端為CN1-31/32
問題：P105表5-1.4中沒有ALM的設定方法？原因:連接端CN1-31/32內部規(guī)定為ALM輸出，不要輕易改變，正常使用不需要定義！
?控制模式選擇
參數(shù)PnOOO.1設定，位置控制PnOOO.1=1。?:?位置脈沖類型選擇
用參數(shù)Pn200.0的設定選擇，見P102o
。Pn200.。常用設定
轉向可通過參數(shù)PnOOO.O改變（不重要）
Pn200.0=0：脈
61、沖+方向
5曲加nn「nnn正啊
SIGN(CN1im?CN(CN1IVUJ
Pn200.0=
：2：A/B兩相90°
差分脈沖
t
?r
?r
RM
BIIl：i
r~l_T~L_T
FLCKCT(1?<)1I\
UGNtCNIIVV>L
給定
3.電子齒輪比計算基本概念
比較器十，?；
控制量調?尚
con反饃
?閉環(huán)控制基本要求（十分重要!）:
輸入1脈沖、移動（輸出）k單位、反饋1脈沖。
電機內置編碼器的脈沖數(shù)固定，實際系統(tǒng)中很難保證上述要求。
需要用電子齒輪比參數(shù),匹配輸入/反飼脈沖。
?電
62、子齒輪比及計算
劃子齒輪比：在脈｝中輻I入支路增加計聳環(huán)節(jié)，使電機f所對應的內部指令脈;中和編碼器反饋脈沖一致.
比較器輸出
con
-擰制器
out
k__
反反
給定.
電子齒輪比
電機1轉的反饋脈;中數(shù)：Pf（編碼器輸出，不能改變）如：絲杠導程=，；上級控制器的位置分辨率=扃則：電機1轉所對應的輸入脈;中50
—匹碾求：（翊）x（N/M）=P,如：（N/M）=P,x6//?
二、交流調速系統(tǒng)的性能與比較技術指標
技術指標：衡量產(chǎn)品內在質量與性能的參數(shù)。
?調速范圍
系統(tǒng)在一定負載下實際可達到的最高轉速與最低轉速之比（或比值）.
變彼器：最大輸出
63、轉矩大于120550%（三菱）或：連續(xù)輸出轉矩大于50-60%（安川）?/一定負載#額定負栽，變頻器只有在額定轉速的點上才能輸出額定轉矩和功率。
/調頻范圍尹調速范圍，不能帶負栽的調速無意義.
【例1】三$FR-A500系列變頻器的輸入頻率范圍為0.01-400Hz（輸入分禱率為0.01Hz）；V/f調速時的最小輸出頻率為0.5Hz,最大輸出頻率為120Hz,啟司」狡率為6Hz,啟動轉矩為120%Me,問：該變狡矗的調頻范圍和實際調速范圍各為多少？
分析&說明:
輸入頻率范圍：是變頻器輸入電路（A/D轉換器）能分辨的輸入范圖.輸入彼率范ffl=A/D轉換精度本例：輸入范圈40000（1
64、6缶A/D轉換，2仲=65536）
:?輸出頻率范圍：是變頻器能夠輸出（控制電機）的頻率范圍.輸出頻率范圖=調頻范圈本例：調頻范R=120:0.5=240
啟動狡率：是變彼器能帽輸出啟動轉矩的最低彼率。啟動彼率=計算調速范圈的諼小狡率（轉速）
:?啟動轉矩：啟動時（調速范圍內）允許施加的最L負載轉矩.啟動轉矩=調速范圍內的最大電機轉矩本例：調速范圖=120:6=20
。誦俗理解:
輸入分辨率：變彼器的彼率顯示精座。低十分辨率的輸入不能顯示.
最小輸出彼率：變彼器的彼率控制精度。低于最小輸出彼率的狡率不能輸出.
啟動殖率：能實際驅動負載的最低殖率。低于啟動殖率的輸出不能帶負載。
65、?:?調速精度
變頻器控制4極（2對磁極）標準電機時，在額定負?載F所產(chǎn)生的轉速降與畿定轉速之比（百分率）-（空載轉速?滿教轉速）j,定轉速JX1OO%/采用閉環(huán)控制時，變頻器調速精度一般可以提高10倍.
/計算交流主軸、交流伺服的調速精度，式中的額定轉速應為最高轉速。
【例】某數(shù)控車床的X袖導程為6mm,Z袖導程為10mm,CNC分辨率為0.001mm,電機內營編碼88為220P/r,n/M可計算如下：電機1轉對應的反饋脈沖：Pf=22。=1048576X:N/M=PfWh=1048576x0.001/6=1048576/6000Z:N/M=Pfx8$/h=1048576x0.001/
66、6=1048576/10000
?電子齒輪比設定
rn甄菠:N——Pn202;M——Pn2O3
EV甄斕g:NPn20E;MPn210（補充到P1O2）
EVlHFigffi:Pn2OE=1048576（—般情況）
...XttflK動器：設定Pn210=6000;檢查Pn20E=1048576
Ztt曲殊S:設定Pn21O=10000;檢查Pn20E=1048576三.綜合練習
假設KND100數(shù)控裝逍的位苜分辨率為0.001mm,輸出.豚沖的類型為脈沖+方向；P85/86圖433/4-3.4所商紂雙公4的絲杠導程分別為6/12mm,試確再動略數(shù).
勺參考答案:
? DI信號定義：
P50A.1=0、P5OA.3=8、P50B.0=8
? DCH言號定義：不需要改變出廠設定.
?控制?模式：PnOOO.l=1
?:-輸入脈沖類型：Pn200.0=0
?:-電子齒輪比：
X軸驅動器：Pn210=6000、Pn20E=1048576
Z抽驟動器：Pn210=12000、Pn20E=1048576
任務2~4:■
實踐任務，對照教材,自學/自練。
單元
課件教案 教學記錄-交流伺服與變頻技術及應用.docx
