1、FUMENS SZKK-I-10A100A 系列直流宽调速伺服装置 使用说明书 襄樊市富门子电气有限公司 二九年一月 主要产品目录 1、 SZK-35800A 系列直流可逆主轴调速装置 2、 SZB-35800A 系列直流不可逆主轴调速装置（可选调磁单元） 3、 KWT-1050A 系列直流宽调速伺服装置 4、 SZKK-1050A 系列直流宽调速伺服装置 5、 DC-I-301000A 系列高性能直流电源 6、 DZB-20/16A 小功率直流调速装置 7、 BPSC61-0.1545Nm 系列高性能交流伺服装置 8、 JPVF11-0.537KW 通用变频调速装置 9、 YDTQ-5060
2、00KW 交流电动机启动器 襄阳市富门子电气有限公司 地址：湖北省襄阳市后贾洼工业园 邮编：441002 电话：0710-3345093 3343322 传真：0710-3345316 http:/ mail: 目 录 一、概述 二、装置特点、用途和主要技术规格 三、装置电路简介 四、装置控制动作举例 五、使用方法 六、故障检修 七、装置的成套性 - 1 -一、概述 在电力电子技术不断发展的今天，以可控硅桥式变流器供电的直流传动系统，仍然在许多场合占着主导地位。直流传动 控制技术简单，而且相当成熟，控制性能优良，能满足各种传动系统的技术要 求，直流传动系统功率回路简单，器件成本低，可靠性好，功
3、率覆盖面广，是其 它电力电子器件无法相比的。 SZKK-I 直流宽调速系统，由 6 只可控硅模块构成三相桥式可逆线路，采用典型的转速电流双闭环原理，结合当今新型控 制理论，使该系统的控制线路具有独特的优点，线路简单而控制性能极高，具 有其它系统无法达到的宽调速范围，高度集成化使系统具有极高的可靠性，是 机床电气传动、数控系统配他套的理想系统。 二、装置特点、用途和主要技术规格 本装置功率电路为三相桥式反并联可逆无闭环流电路，采用了一些先进电子技术，使装置性能和可靠性大为提高，当与 高性能直流伺服电机相匹配时，它能够直接和丝杠联接，实现闭环调节，具有 调速范围宽、低速性能好、响应快、性能稳定可靠
4、、调试维修方便、结构简单 紧凑、体积小及质量轻等优点。因此，本装置十分适用于数控机床伺服驱动。 而与普通电机相匹配时，调速范围也较宽，可达 1： 400 以上，亦适用于要求调速范围宽的生产机械上。 主要技术指标： 1、输入电压：三相 380V10% 50HZ 1% ； 2、额定输出直流电压： 200V、 220V、 400V（其中200V 、 220V- 2 -须加电力变压器。倘用户需要其他等级的额定 输出电压，制造厂亦可满足） ； 3、额定输出直流电流：10A 、20A 、30A 、50A 、60A 、80A 、100A ； 4、控制回路直流电源： 10V、15V （均为稳压电源） ，24V
5、 （未稳压电源）； 5、给定电压：0 10V ； 6、调速范围： 1：5000 （伺服电机） 、1 ： 400（普通电机） ； 7、稳速精度： 0.4%（nmax）、0.6% （nmin）； 8、最大超调量： +14.5V 0 表示低电平，输入电平 +14.5V）； （6 ）输出速度极性信号（ V46/C 逻辑量） ； （7 ） V34/V35-K 和 V44/C 输出到故障检测电路，成为“失速”信号。当某种原因丢失速度反馈时，就能使“失速”触发 器翻转，达到报警保护装置的目的。 外围电路中的 RP1 用于调整速度调节器的比例系数， RP3 用于速度调零。 表 3-3 中第一栏列出速度调节器输
6、出量在停车状态下的值 （但请注意模拟量中的 RP2/2 为输出量） 。 第二、三栏分别列出在正速度给定和负速度给定下运转时，各量可能达到的变化范围。 第四栏列出在起制动时，速度调节器 进入饱和（限幅）后各量的值。 表 3-3 速度调节器电路各输入量的一些数据 栏号 模 拟 量 逻 辑 量 备 注 N6/6 N7/8 N9/8 RP2/2 V33/- V34/- V44/C V46/C 第一栏 10mv以内 10mv以内10mv以内 +0.7+0.8V0 0 1 1或0 停车状态 第二栏 0UA 0 -UA 0+10V UA 0 0 0 0 正速度给定运转 第三栏 0 -UA 0 -UA 0+1
7、0V UA 0 0 0 1 负速度给定运转 第四栏 UA或-UA -UA 0+10V UA 1 1 0 1 或0 速度调节器饱和 注：a 、UA 为电位器 RP2 决定的电位值； b、V33/-逻辑量的零电平对应于-14V 左右； c、在甚低速下，V44/C 有可能为“ 1”电平。 6、电流调节器电路，该电路的主要作用是： （1 ）对电流给定值与电流反馈值之间的偏差进行校正； - 6 -（2 ）补偿电动机的反电势，由 RP7 调整反电势量； （ 3）输出移相控制信号（ XT6） 。在停车状态下，XT6 电位为+1.2V +1.3V；在运行状态下，XT6 的变化范围为 +1.2V+8.5V。调节
8、器的逆变极限信号由 N17/11 输入。 7、逻辑切换电路：该电路的主要功能是实现无环流切换 I、II 两组可控硅整流桥。 零电流信号由 N13/14 输入。转矩 （电流） 极性信号由 N6/6 输入。 N18/13和 N18/14 输出封锁 I、 II 两组桥的触发脉冲信号（输出零电平对应封锁） 。 N22/9输出逆变极限信号。 N15/4 输出决定反电势补偿量极性的信号。表 3-4 列出逻辑切换电路在各种状态下其输出量（逻辑量）的值。 表 3-4 逻辑切换电路各输出量的一些数据 运转状态 脚号 N18/14 N18/13 N15/11 N22/9 N15/14 停车 0 0 0 0 1 或
9、 0 正或负速度给定（中低速）空载 在1与0两值间频繁跳变 负速度给定，轻载或重载 0 1 1 1 1 正速度给定，轻载或重载 1 0 0 0 0 8、移相触发电路：该功能电路内含锯齿波移 相电路。移相控制信号由 N11/1（K2 ）输出。以 U 相为例，同步信号由 N3/3.N4/2（K3 ）输入。N6/10 （ K3）和 N6/11（K3 ）输出对应于同步信号正负半波区间内的触发脉冲（双脉冲） 。该触发脉冲由脉冲列组成，脉冲宽度为 0.8ms。 图 3-1 示出在停车状态下 N1/1（K3 ）以及 N6/10（K3 ）和 N6/11（K3 ）的输出脉冲波形。由于此时 N22/9（K2 ）输
10、入低电平，因此 N6/10（K3 ）和 N6/11（K3 ）输出单脉冲。- 7 -N22/9(K2)N6/10(K3)N6/11(K3)10ms8ms10ms8ms图 3-1 9、故障检测与运转电路，该电路的主要作用是： （1 ）检测超速故障，速度信号由 N9/8 输入； （2 ）检测过流故障，电流信号由 N13/14 输入； （ 3）检测失速故障，当由于某种原 因丢失速度反馈信号时，从 V44/C 和V34/35-K 输入的信号使“失速”触发器翻转； （4 ）检测电源异常故障，当电源电压过低时，“电源”触发器翻转； （5 ）检测熔断故障，当功率电路中的熔断器芯熔断时，从插片端子 9 及插片端
11、子 8 两端输出一个电压信号，使“熔断”触发器翻转； （6 ） 在检测出上述故障时， 相应的发光二极管亮。 同时， 从 N21/12 和 N21/10先后输出逆变极限信号及脉 冲封锁信号。又由于 N21/10 输出高电平，继电器K2 失电，故障指示灯（发光二极管 V94）灭。用户可使用 K2 常开或常闭触点，使装置主电源被立即切断。 本电路的另一功能是指挥装置的运转与停车。运转信号从 N3/1 输入（零电平对应运转） 。由于 V44/C 输入的“零速度”信号，使装置在停车制动过程中仍保持运转状态。 - 8 -表 3-5 列出故障检测电路三个输出量（逻辑量）在不同状态下的值。 表 3-5 故障检
12、测电路输出量在不同状态下的值 脚号装置状态 N21/10 N21/13 N21/12 停车 0 1 0 运转 0 0 1 故障 1 1 或 0 0 注：对于 N21/10 和 N21/13，1 电平为 +24V 10、K2 、K3 板上一些指示元件功能说明： （1 ） K2 板发光二极管 V85运转指示灯，亮时指示装置正处于运行中； （2 ）K2 板发光二极管 V94系统正常运转指示灯，亮时指示系统处于正常（无故障）状态，暗时表示系统处于不正常状态； （3 ）K2 板发光二极管 V03I 组桥工作指示。灯亮表示 I 组桥处于工作状态； （4 ）K2 板发光二极管 V04II 组桥工作指示。灯亮
13、表示 II 组桥处于工作状态。 四、装置控制动作举例 在接通（交流）控制电源和功率电源后，装 置即处于停车状态。此时， K2板上指示灯（发光二极管） V85 及 K3 板上指示灯（发光二极管） V03、V04 都不亮，K2 板上 V94 亮表示无故障报警信号存在。此时 ，由于故障检测电路输出 N21/12 为高电平，一方面使 V61 导通将速度调节器封锁，另一方面使 N22/8- 9 -和 N22/3 均输入低电平而将可控硅 I、 II 两组桥的触发脉冲封锁住。同时电流调节器输出处于逆变极限位置。 当来自开关柜的触点接通了，譬如说 “正给定”和“进给”接入 +24V 时，K2 板上的 V85
14、亮，而 N3/1 输出低电平使 V61 截止，使速度调节器锁零解除。同时，也撤锁了脉冲封锁（ N22/3 由低电平变为高电平）和逆变极限信号（N22/8由低电平变为高电平） ， 系统装置即转入运转状态。 与此同时， N2/3 输出高电平，接通了给定积分电路中的电子开关， 使 N4/1 输出约 +12V 电压， 通过互补管 V16、V17 加到调速器 RP（给定电位器）上，由 RP 决定的给定电压通过给定积分电路从 N5/8 输出一个随时间线性渐升的速度给定电压 （注意在我们所述情况下为负值，假定为正速度给定电压） 。 在这个正速度给定电压作用下，速度调节器输出（ N6/6 为正值） ，该电压输
15、入到逻辑电路，使 N18/14 为高电平， N18/13 为低电平。于是可控硅 II 组整流桥处于工作状态，使电动机转动。 随着电动机升速，速度反馈电压也随之上升。倘设定的给定积分器输出电压上升斜度较小，则在整个起动过程中速度调 节器将不会达到限幅值。倘上升斜度较陡，则速度调节器输出将达到限幅值。限幅值由电位器 RP2 决定。 由于电流调节器的作用，在整个起动过程中，XT6 的输出不断上升，使触发脉冲不断向前移，从而使可控硅整流桥 II 不断增加输出电压，以平衡电动机反电势的上升。 当电动机转速达到给定值时，起动结束。这时倘电动机是空载运行，速度调节器输出（ N6/6）接近为零而在零伏附近振动
16、，使逻辑电路中的极性鉴别器不断翻转，导致可控硅 I、 II 两组整流桥交替工作，从而使装置输出电流（即电- 10 -枢电流）交替改变极性。如图 4-1 所示（电流波头个数不定，正、负波头个数亦不一定对称，均属正常） 。 该输出电流使电动机在空载下的动态响应也极为灵敏，特别是在低速下，转速将十分均匀，而不致产生爬行现象。 当需要停车时，只须断开“正给定”和“进给”的 +24V。此时 N3/1 虽由低电平变为高电平，但由于电动机正在旋转（即转速不为零） “零速度”输出 V44/C仍为低电平，故 N21/13 仍为低电平（V85 仍亮） ，使系统仍保持运转状态。 与此同时， N2/3 变为低电平，使
17、 N4/1 输出变为 0V。给定积分器输出 XT2就从原先的速度给定值开始随时间线性下降。 这时，由于速度给定值小于速度反馈值， N6/6 由正变负，使逻辑电路中的极性鉴别器输出低电平。经过切换电路后，可控硅 II 组桥投入工作，供给电动机以制动电流，使电动机降速。 当电动机转速下降到接近于零时，“零速度” 检测器输出 V44/C 变为高电平，使 N21/13 转入高电平，一方面使 V61 导通（ K2 板上 V85 暗）将速度调节器锁零，另一方面又使可控硅两组桥的触发脉冲均 被封锁。这时，电流调节器输出XT6 处于逆变极限输出。于是，装置又处于停车状态。 五、使用方法 1、接线（接线图附后）
18、 - 11 -2、试车，在确认已按图正确无误地接线的前提下，可开始试车。试车应分两步进行，首先在电动机的轴与机械部分脱开 的情况下进行，试好后再连接机械负荷试车，其步骤如下： （1 ）相序及同步检查：拨出 K2 板上的 X99 控制电源插头，接通控制电源（K3 板控制变压器 26， 28， 30），检查“相序指示”灯 V51 是否亮，倘亮表示相序正确；倘不亮，表示相序接反。则断开控制电流后将 26， 28， 30 任意倒换两相即可。相序正确后，测量装置三相交流进线（ 1U、 1V、1W ）与（26，28，30）是否同步，若不同步，倒换（1U 、 1V、 1W） ，使 1U/26、 1V/28、
19、 1W/30 同步。 （2 ）控制电源电压值检查：在相序检查好后，紧接着检查 K3 板上的电源电压值： 24V（未稳压） ，15V （稳压） ，10V （稳压） 。 （3 ） K2 板上的控制电源电压值检查：断开交流控制电源，插上 K2 板上的X99 控制电源插头，重新接通（交流）控 制电源，按图检查各功能电路上所要求的稳压和未稳压电压值。 （4 ）通电静态检查：在控制电源电压值符合图纸上的要求后，接着进行装置静态检查，这时装置状态符合表 5-1 的第一栏，而后依次使 K2 板上端子 20、19、18 、 17、16 接入+24V 。此时，控制电路状态应符合第一栏。 将调速电位器 RP 转到最
20、高速位置，然后起动“进给” “负给定” ，状态应符合表 5-1 第二栏量值；再起动“进给” “正给定” ，这时，状态应符合表 5-1 第三栏量值，恢复停车状态。 注： 1、量值性质一栏中的“逻辑”量和“模拟”量，两者均可用万用表测量。 “波形”须用示波器观测； - 12 -2、 N21/10 和 N21/13 的逻辑量， “ 1”电平为+20V ；“ 0”电平为 +0.5V； 3、UA 为电位器 RP2 滑动端的电位值； 4、三相移相触发电路的波形相同，只是相位上各差 120。 （5 ）检查速度反馈极性：断开（交流）电源，拔掉 X101 插头，将调整器置于最低速位置，先接通控制电源，后接通功率
21、电路电 源，然后起动“进给” “负给定” ，检查装置的测速反馈性是否是负反馈，若是正反馈（此时电机转速很高）只要将电动机电枢两端接线倒换即可。 （6 ）整定转速：紧接步骤（5 ） ，起动“进给” “负给定” ，电机开始低速度运行（K3 板 V03 暗， V04 亮）调整调整器 RP，使当给定电压 XT2 为 +10V 时，n=nH。电动机运行应平稳。然后降速到最低并停车，断开装置电源，拔掉 X102插头，插上 X101 插头，再起动“进给” “正给定” ，将调速器 RP 由零逐渐调至最高电压 n=nH 观察电机反方向旋转的高低转速均应正常。 此时 V03 亮 V04 暗。 - 13 -表 5-
22、1 检 测 量 栏 号 检测点 各栏量值状态 量值性质 1 2 3 N21/N13V85 逻辑 1 暗 0 亮 0 亮 N21/N13 V94 逻辑 0 亮 0 亮 0 亮 各故障灯 逻辑 暗 暗 暗 速度给定(XT2) 模拟 0V 约+10V 约-10V 速度反馈(XT1) 模拟 0V 0V 0V 电流反馈(XT4) 模拟 0V 0V 0V XT3 模拟 0V -UA UA N7/8 模拟 0V -UA -UA K2板上控制电路状态量 XT6 模拟 +1.2V+1.3V +8.5V +8.5V V03 逻辑 暗 暗 亮 V04 逻辑 暗 亮 暗 XT13 波形 图 5-1a 图 5-2a 图
23、 5-2a N5/3 波形 图 5-1b 图 5-2b 图 5-2b N6/11 波形 图 5-1b 图 5-2d 图 5-2d N5/4 波形 图 5-1c 图 5-2c 图 5-2c K3板上控制电路状态量 N6/10 波形 图 5-1c 图 5-2c 图 5-2c - 14 -图 5-1 tttttaabcc图 5-2 图 5-3 图 5-4 - 15 -（7 ）整定速度环增益：断开装置电源，插上 X102 插头，接通装置电源，用长余辉示波器观察电动机在额定转速下的起制动“速度反馈”XT1 波形。倘起制动速度波形如图 5-3 中 a、b 所示，则表明速度环增益偏低，则应调整 K2板上的比
24、例电位器 RP1，使其波形接近于图 5-4 所示为止。调整过程中一次拧动RP1 不要太多，以免过调。 （8 ）装置调零：紧接上一步骤，调整 K2 板上的电位器 RP3，使电动机接近不转为止。 （9 ）给定积分器斜率整定（电阻 R33） ：在许多应用场合，都要求电动机起制动平稳。装置在出厂时，电阻 R33 整定为 2.4K，相应于给定积分器输出电压（N5/8 即 XT2） ，斜率为 10V/S 左右。用户亦可按下列公式决定 R33 的值： （R33 单位为 K） 其中为斜率，单位 V/S （10） “快速移动”和“点动”试验 接通装置电源后，分别起动“快速正给定”和“快速负给定”，此时速度给定测
25、试点 XT2 的电压值应为 10V。 当起动“点动正给定”或“点动负给定”时，调整电位器 RP6 以整定点动速度。整定范围是 0.2V2V ，连续可变。 （11 ） 当电动机与机械负荷连接后， 总的惯量加大， 因此还需按照步骤 （ 7）再调整一次。至此装置试车完毕。 （12）试车注意事项： a、试车步骤中提到的“接通装置电源” ，指的是接通交流控制电源和功率- 16 -电路主电源。顺序是先接通控制电源，后接通 主电源，或两者同时接通。但不应先接通主电源后接通控制电源。 “断开装置电源” ，应先断开主电源后断开控制电源，或两者同时断开。但不应先断开控制电源后断开主电源。 b、试车或检修中凡须在控
26、制大板上进行焊接 操作时，都应断开装置电源。 c、控制大板上的电缆插头及带插座的集成块 不应带电拔插。否则将造成元器件损坏。 d、 所有电烙铁应加接地线， 其功率不得超过 30W， 否则将造成元器件损坏。在没有接地线烙铁时，只好将烙铁焊 接元件时拔掉电源插头再使用。 e、示波器机壳不应接大地，通电后其机壳对大地不应有交流电压。观测波形前，应先将示波器的地线（本机地线）与控 制电源的零线接妥，然后再将输入线接至须观察的点。断开时，应先将示波器的输入线断开，然后断开地线。 六、故障检修 装置一旦出故障，如何及时排除，这是制造厂和用户十分关心的一个问题。为此，制造厂设计了完善的故障检修与保护电 路，
27、为装置的安全运行提供了良好的保证，同时也为故障检修带来了极大的便 利。下面就装置使用过程中有可能发生的一些故障现象，介绍一些查 找故障原因的办法，供用户参考。 1、应告诉操作者一旦发生故障，应 尽可能保持现场，不应随便切断装置电源，除非有破坏性现象发生。 2、维修人员接到操作者通报后，应及时赶到 现场，观察并记录现场情况，特别是装置上各指示灯的显示状态，然后才可切断电源。 - 17 -3、若是“超速”灯亮，可按照下列步骤检查： a、拔掉端子 10、 11 插头，测端子 10、 11 两端电阻，正常值应为（RP5+R50+R52+R53 ）之和。 b、将调速器 RP 调到最低速位置，测端子 13
28、、 14 两端电阻，正常值应为零。 c、测 R80 两端电阻，正常值应近似为 R80。 d、插上端子 10、11 的插头，接通控制电源，按通电静态检查步骤检查，N9/8 应始终为零伏。 4、倘是“过流”灯 V104 亮，可按通电静态检查步骤检查，电流反馈（XT4 ）应为零伏。 5、若是“失速”灯 V90 亮，按下列步骤检查： a、拔掉端子 10、 11 插头，测该插头两端电阻，应等于测速机电枢电阻。 b、测 R52+R53 电阻，应略小于该两电阻标称值之和。 c、插上端子 10、 11 的插头，接通控制电源，按通电静态检查步骤检查，停车时 V34/-K 和 V44/C 均为低电平。 6、若是“
29、电源”灯 V86 亮，按下列步骤检查： a、接通控制电源，检查控制电源的三相交流进线有否缺相。 b、检测-24V 电压是否为-24V 2V ， +24V 电压是否为 +24V2V ， +15V电压是否为 +15V 0.2V，-15V 电压是否为 -15V0.2V 。 c、倘上列检查结果均正常，而接通控制电源后“电源”灯 V86 仍亮，则是运算放大器 N20B 及相关电路有故障。 7、若是“熔断”灯 V99 亮，按下列步骤检查： - 18 -a、倘是 FU4FU6 中管芯熔断，则卸下 FU4FU6 管芯，检查压敏电阻RV1RV3 及电容 C1C3 有否短路。 b、倘是 FU1FU3 及 FU7（或 FU8）中管芯熔断，则将管芯全部卸下，检查可控硅正反向电阻。用万用表 X10K 档测量，阻值在 100K 以上。 c、按通电静态步骤，检查 I、II 组桥各可控硅控制极触发脉冲是否正常；停车状态时应无脉冲；起动“进给、正给定”后， I 组桥有脉冲输入， II 组桥应无脉冲；起动“进给、负给定”后， I 组桥应无脉冲，II 组桥有脉冲输入。 七、装置的成套性 1、SZKK-I 伺服驱动装置 一台 2、SZKK-I 伺服驱动装置使用说明书 一份 3、SZKK-I 伺服驱动装置原理图 一份 - 19 -
