1、三菱电机自动化培训课程讲义,欢迎大家来参加三菱AC伺服产品 的培训课程！,伺服培训课程内容,第一章 通用伺服系统简介第二章 三菱伺服产品概要第三章 通用伺服系统的结构第四章 J2s放大器的信号与接线第五章 demo箱的组成及相关实验第六章 总结,1.1、伺服系统的构成,控制器,伺服放大器,伺服马达,第一章 通用伺服系统简介,* 日本最常用的模式 * 易于产品支持 * 高位置环增益(半闭环),其它控制器,编码器反馈,1.2、脉冲串定位系统框图,运动控制 (位置控制),驱动器和 电机,MR-H-AN,MR-J2S-A MR-J2-A,FX PLC,10GM,20GM,GPP,PC,1PG,MR-H
2、-BN,MR-J2S-B MR-J2-B,SSCNET,SSCNET,MR-H-KBN4,MR-H-KAN4,MR-C-A,MR-J2-Jr-A,人机界面,HMI,运动控制器 (最大 32轴),A/Q 系列 PLC,FX系列PLC,控 制 (I/O),模拟量信号,脉冲串,定位模块,AD75P1-P3 QD75P1-P4,AD75M、A1SD75M,定位模块,FX PLC,第二章 三菱伺服产品概要,2.1、上位控制系统定位模块产品,单轴控制 FX系列： FX-10GM，FX2N-10GM，FX2N-1PGAnS系列：A1SD70，A1SD75P1-S3A系列： AD75P1，AD75M1，AD7
3、0Q系列： QD75P1，QD75M1，QD75D1,FX2N-10GM,FX 2N-1PG,第二章 三菱伺服产品概要,2轴控制 FX系列： FX1S/FX1N系列PLC，FX-20GM， FX2N-20GM AnS系列：A1SD71，A1SD75P2 A系列： AD71，AD72，AD75P2，AD75M2 Q系列： QD75P2，QD75D2，QD75M2 3轴系列 AnS系列： A1SD75P3 A系列： AD75P3，AD75M3,2.1、上位控制系统定位模块产品,2.1、上位控制系统定位模块产品,4轴及以上系列控制 PLC模块： QD75P4，QD75M4QD70P4，QD70P8
4、运动控制器： A171SH，A172SH A173UH，A273UH 运动控制CPU：Q172CPU，Q173CPU,2.2、三菱电机伺服放大器分类,伺服放大器性能简介,50W-55KW 模型自适应控制 在线自调整方式 串行指令系统 (-HB) 单轴位置控制器 (-HAC) CE标志,UL认证,30W-7KW 和MR-J2系列兼容 高响应速度 17位ABS编码器 RS232C/RS422通讯接口 丰富的软件功能 全闭环系统（开发中）,100W-2KW 简化操作 位置控制 自适应控制 在线自调整方式 继承J2s的高性能 CE标志,UL认证,MR-H,MR-J2S,MR-E,伺服放大器容量性能分布
5、图,(w),10 30 50 100 350 400W 7KW 55KW,A : 位置/速度/转矩 B : SSCNET总线性 C : 1 单轴位控内置型,性 能,MR-J2S-10 A 1-,系列名称：MR-C/J2S/H,放大器容量 10、20、40、60、 70、100、200、 350、500、700 11k、15k、22k、 30k、37k,A：标准型 B：SSCNET型 C：单轴定位内置型,无：标准型，EN兼容 UL：UL兼容,无：三相200V1：单相100V,伺服放大器选型,伺服电机性能指标,HC-MF(S) (50-750W) HA-FF (50-600W) 3000rpm H
6、C-KF(S) (50-750W),HC-AQ (10-30w) 3000rpm,扁平型,小容量型,超小容量型,中容量,中惯量型,中大容量, 低惯量,HC-RF (S) (1-5kW) 3000rpm HA-LH (11-22kW)2000rpm,HC-SF(S) (0.5-7kW) HA-SH (0.5-7kW) 1000rpm / 2000rpm / 3000rpm,2.3、伺服电机的分类,电机系列：HA/HC,使用串行 绝对/增量 编码器,B:电磁抱闸 无：不带抱闸,无：不带GB G1：一般用 G2：高精度,HC-MF，HA-FF系列：,HC-SF，RF，UF系列：,HC-M F053
7、S-,伺服电机选型,第三章、AC伺服系统的结构,3.1、伺服放大器的组成主回路,一、整流回路将交流转变成直流可分为单相和三相整流桥二、直流中间环节1、平滑电容对整流电源进行平滑，减少其脉动成份,3.1、伺服放大器的组成主回路,2、开启电流吸收回路吸收放大器上电时产生的尖峰电流平滑电容充电完成之后开关短路RB3、再生制动回路所谓再生制动就是指马达的实际转速高于指令速度时，产生能量回馈的现象。再生制动回路就是用来消耗这些回馈能源的装置。,3.1、伺服放大器的组成主回路,按照再生制动回路的种类，可以分为：1、小容量电容再生制动方式2、中等容量电阻再生制动方式其中又可分为： 内置电阻方式外接电阻方式外
8、接制动单元方式3、大容量电源再生方式,3.1、伺服放大器的组成主回路,3.1、伺服放大器的组成主回路,4、动态制动器动态制动器具有在基极断路时，在伺服马达端子间加上适当的电阻器进行短路消耗旋转能，使之迅速停转的功能。逆变回路 生成适合马达转速的频率、适合负载转矩大小的电流，驱动马达。逆变模块采用IGBT开关元件。,3.1、伺服放大器的组成其他回路,采样电路采样电压、电流、温度等控制电路设定与显示 生成PWM驱动信号信号处理与保护回路,控制回路运行原理,由位置控制环、速度控制环、电流控制环组成。,指令脉冲与反馈脉冲在偏差计数器中累加之后形成速度指令，然后再与速度反馈累加形成电流指令控制PWM回路
9、，驱动伺服电机。,脉宽调制的控制原理,电流指令的值大于调制波的值时逆变模块导通，反之关断，如图示脉冲输出等效正弦波输出。,3.2、伺服电机的分类,SM型伺服电机又称为同步型AC伺服马达，在转子上配置永久磁铁、定子上配置通电线圈，在定子线圈上流过对应转子动作（转速、方向、输出转矩）的电流IM型伺服马达又称为感应型伺服马达，采用矢量控制的方法。将定子侧电流I1分解成IA+IB,并分别控制这两个电流，产生与SM型马达相同的转矩特性。,AC伺服电机的构造,1、定子及定子绕组 三相绕组在空间相差120O要求输入电源时间相差120O产生旋转磁场2、转子及转子磁条转子结构永久磁体产生恒定磁场 3、光电编码器
10、,AC伺服电机的构造,减小电机体积,传统的方法,新方法,需更大的空间和绕组,高密度 绕组,成型和 制模,减小空间,编码器等,高密度 绕组,模块化高度集成,钕铁磁 材料,磁场密度,电流密度,其它技术,伺服电机体积的减小,HC-M(S),W 电机例, 1995,HC-SF(S) 和 HA-SE 马达的体积比较,0.5 kW,263,145,1.0kW,120,223,减小,减小,HA,3.3、编码器的功能,组成部分：码盘、旋转轴、LED、光传感器功能：位置、速度、磁极位置、绝对位置信号种类:ab相脉冲,编码器的尺寸,17位(131072)ABS,以前产品,20%,现在产品,AB相脉冲,编码器的信号
11、,位置 速度 方向,Z相脉冲(电机每转一圈发生一个脉冲,并作计数),第四章 J2s放大器的信号与接线,接头和信号 的排列如图CN1A/CN1B 的信号功能 请参考P3-13,第五章 demo箱的组成及相关实验,J2s的demo箱由定位模块Fx2n-10gm、外部控制设备、J2s伺服放大器、HC-mfs23组成。,5.1、J2S的显示与操作,通过伺服放大器前面的5段7位LED显示器和4个按键，可进行状态显示、参数设置故障诊断等功能。4个功能键分别如下： MODE:功能菜单的切换 UP :菜单的上下选择 DOWN:菜单的上下选择 SET :功能的确认、参数的读写CN1A、CN1B 作为放大器的I/
12、O口 CN2 编码器的连接 CN3 通讯口或仪表输出,实验1参数初始化（参照P/5_2的参数表）实验2带*号参数的区别Pr.19参数的设置实验3历史报警记录的清除,5.1、J2S的显示与操作,5.1、 J2S的显示与操作诊断模式,实验1点动运行 实验2无电机运行 实验3自动VC补偿 实验4强制输出转矩限制信号,5.2、放大器控制模式,位置控制（P） 速度控制（S）转矩控制（T）* 参数在那个控制模式下起作用，详见P5_2的参数列表。,5.2、放大器控制模式转速控制（s）,实现转速控制需要的条件,vcm,Pr.810 Pr. 7275,Pr.11、12,Pr.41,5.3、多段速实验,在速度控制
13、模式下如何实现多段速控制步骤1、将放大器定义为速度控制模式步骤2、将多段速（7段）分别设置为100700RPM步骤3、熟悉端子输入功能定义参数Pr.4348然后分别定义端子sp1、sp2、sp3步骤4、利用端子sp13的组合实现7段速的功能。,5.4、转矩限制实验,在转速控制模式下，进行转矩限制内部转矩限制（Pr.28 ） 在放大器运行时对输出转矩进行钳制，设置范围为0100%外部转矩限制的设定 定义端子功能 TL (Pr.43 Pr.48)使外部转矩生效了解内部与外部转矩限制的关系。,5.5、转速/转矩切换实验,速度/转矩控制切换模式的定义控制切换开关（LOP)的定义转速控制与转矩控制下，电
14、机转速方向相同吗？如何将转速方向改为相同？转矩控制下的速度限制SP1 & VLA,1、电子齿轮比的设置,电子齿轮比的概念对于输入的脉冲，可以乘上任意的倍率使机械运行。电阻齿轮比的范围J2s的设定范围为1/50CMX/CDV500,5.6、放大器控制模式位置控制（p）,2、 电子齿轮比的计算,已知伺服马达的分辨率是131072 P/R,滚珠丝杠的进给量为 Pb =8mm。,(1) 计算反馈脉冲的当量（一个脉冲走多少）？ Lo= (2) 要求脉冲当量为0.1um/p ,电子齿轮比应为多少？K (3) 电机的额定速度为3000rpm，脉冲频率应为多少？Fc=,3、位置控制模式实验,定义伺服放大器为位置控制Pr.0-0000电子齿轮比Pr.3-0100Pr.4-0001外部极限开关Pr.41-0110,3、位置控制模式实验,原点回归示意图,第六章 总结,交流伺服的基础1、伺服系统构成2、伺服马达原理，控制3、放大器原理，主回路4、编码器原理，特点三菱伺服系统1、常用伺服马达的分类2、常用放大器的分类及特点MR-J2(S)-A介绍 1、相关参数说明，实验 2、典型连线图3、转速、转矩、位置控制,伺服放大器培训课程结束,谢谢！,
