DKC04.3-100-7-FW

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伺服系统（servo mechanism）是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。

DKC04.3-100-7-FW力士乐伺服控制器伺服驱动器（servo drives）又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。

目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

DKC04.3-100-7-FW力士乐伺服控制器交流伺服驱动器主控回路设计

1、主回路

主回路中驱动器上的U,V,W 及E号端子与伺服电机主回路航空插头的A,B,C及D号端子必须按次序逐一对应地连接，否则有可能使驱动器或伺服电机造成损害。交流伺服驱动器接线端子如图3所示。

图3 交流伺服驱动器接线端子

2、控制回路

(1) 联接器CN I/F信号线（50 针）：作为外部控制信号的输进/输出。其留意事项是：

·用24V，d.c.的电源，作为控制信号的供电。

·伺服驱动器与其它设备间的连线应尽量短（3m以内）。

·控制线与电源线应尽量隔开（大于30cm），并且不要将它们捆在一起或放在同一接线槽内。

·对于CN I/F 信号线应采用双绞屏蔽线，并且将屏蔽线与驱动器的信号地（GND）连在一起。

(2) 联接器CN SIG信号线（20 针）：作为伺服电机编码器的连接线。其留意事项是：

·将屏蔽线同CN SIG的GND引脚相连，将电机屏蔽线同驱动器屏蔽线相连接。

·电缆线最长的长度为20m，若太长，驱动器内保证编码器正常工作的输出电压（5V）会有损失，从而使编码器不能正常工作。此时应调节伺服驱动器在前面板上的PG电位器，调节PG可使起始电压在4.75--5.25V之间。

·同电源线（R，S及T）相隔间隔应尽量远（大于30cm），并且避免捆在一起或接在同一接线槽内。

六、交流伺服驱动器用户参数设置

松下大型MINAS V系列的全数字式交流伺服驱动器MDD203AIV有一系列的参数，通过这些参数的设置和调整，用户可以改变系统的性能和功能。调试前应首先设置的参数有：

1、参数No.02：设置驱动器控制方式为“0”———位置（脉冲）控制方式；

2、参数No.25：设置指令脉冲分/ 倍频分子为“10000”；

3、参数No.26：设置指令脉冲分/ 倍频分母为“1000”；

4、参数No.29：设置指令脉冲输进方式为“3”——— 选择脉冲串指令输进及符号输进。

留意：在位置控制方式时，通过对No.25及No.26参数的设置，可以很方便的与各种频率的指令脉冲源相匹配，以达到用户理想的控制分辨率（即：角度/脉冲）。因二者的值差异过大会造成控制精度下降，所以推荐设 置No.25/No.26（即：电子齿轮比）为：1/50< 电子齿轮比<20。

在生产线上安装调试时，伺服电机在停止或运行状态中会发生振荡和噪声，即不能在负载条件下获得最合适的响应和稳定性，此时需要进行基本增益调整。在位置控制方式时，在工作现场进行基本增益调整的用户参数有：

1、设置参数No.03的值至较大值而不至于发生振荡为止；

2、设置速度环积分时间常数参数No.04 较小值，其值越小，位置偏差值相减越快；

3、设置位置环增益参数No.20 较大而不发生振荡为止；

4、设置参数No.21，将速度前馈系数设置为最小（0%）。

增益调整时应留意的事项：

1、增益的最 优值依负载而定，若负载变化，则需要重新调整。

2、若位置环增益过大，机械刚性较高，有可能导致振荡。

3、若采用驱动器的速度环而外加位置环单元，伺服系统的位置环增益会由于速度指令输进增益参数的改变而改变。

4、若增益设置值过大，会引起振荡，这时应减小设置值从而停止振荡。若不能停止振荡，则关掉电源和伺服系统信号，然后再开启电源将增益恢复到较小的值。

DKC04.3-100-7-FW力士乐伺服控制器

伺服控制器采用了复杂可编程器件 EPLD 及力士乐伺服智能功率模块，具有集 成度高，体积小，响应速度快，保护完善，可靠性高等一系列优点。伺服电机自带编码器， 位置信号反馈至伺服驱动器， 与开环位置控制器一起构成半闭环控制系统。 调速比为 1： 5000， 从低速到高速都具有转矩特性。通过修改参数可对伺服系统的工作方式、运行特性作出适当 的设置，以适应不同的要求。改进的空间矢量控制算法，比普通的 SPWM 产生的力矩更大，噪 音更小。高达 3 倍的过载能力，带负载能力强。完善的保护功能：过流，过压，过热和编码 器故障。监视功能允许 15 个参数状态，包括位置误差，电机转速、反馈脉冲、指令脉冲、电 机电流等。高适应性，能够适应高速高精度电机，可以配套 2-8 磁极，200-6000 线编码器的 各型号电机。

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