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德國費斯托FESTO驅動器附件遵循標準 驅動器之設計依照標準: 安全注意事項 1工作安全注意符號 這個符號表示在實際操作時需注意安全,否則會有危險發生,請操作人員注意。操作事項注意符號 工作安全事項 這個符號表示在操作時將會有重大影向,請操作人員小心操作。驅動器是內含高壓的電子裝置,安裝或使用時請依照相關規定。 驅動器的使用、馬達的運轉及其所傳動的機械裝置,都可能會造成人員的傷害,請工作人員注意。所有相關的工作人員包含安裝、設定、操作、維修人員,必須是受過訓練并且合格的人員。工作人員必須*熟知操作手冊的內容,尤其對安全注意事項更要注意。若未遵守手冊中所提到的注意安全標示而導致人員的傷害或機械故障,應自負相關之責任。 即使是在待機情況下,也必須注意相關的安全問題。在實際運轉下,人員操作所造成的動作變化,及相關的外圍安全問題也應一并考量。我們保留修改本手冊中技術數據的權利。 我們建議將這些“安全注意事項”包含于客戶zui后的操作手冊中。安裝與電氣連接在安裝時須注意,不可有任何的鐵屑、螺絲、導線等掉入驅動器內。在安裝完成后應作基本的檢測動作,如對地阻抗,和短路檢測等。 所有的安裝及使用事項必須符合安全規定,并且也必須符合當地的相關規定和災害預防措施。 DCBUS(0V DC 電源供應)是一個高電壓,請注意其相關絕緣及檢測安全問題。其它如接地、連接規定及短路保德國費斯托FESTO驅動器附件護等問題也要注意。 驅動器內含許多易受靜電破壞的組件,請特別注意靜電的排除。經由接觸接地物體的放電動作,只能提供短時間的保護。 驅動器的安裝與使用必須符合EMC規范,相關的提示請參考第5章。任何會危害到安全的變更都是不被允許的。(不論是組件或配件)L+是DC BUS和L-,其電壓可能高達50V,請特別小心。驅動器操作時必須將保護面板固定。驅動器在關掉電源后三分鐘內仍會有殘余電壓(視電容放電情況而定),請操作人員注意。在維修工作前請先將主電源關閉,為了安全起見,并確認DC BUS已經*放電完畢。在測試的設定階段請將馬達與負載側分離,以避免造成機械上的損壞。 運輸包裝包裝型式依運輸方式有所不同。運輸條件驅動器須放置于合適且安全的包裝器材內,以避免運輸時所造成的損壞。包裝內會附上相關配件。 運輸環境驅動器是由許多電子組件組合而成,在搬運時應避免任何的撞擊或跌落地面。撞擊或據烈的溫度變化以及結露等情況都應避免。 儲存驅動器必須儲存于干燥的環境中,不可以有結露的情形發生。附件收到驅動器時,必須先檢查包裝內的附件是否齊全。驅動器結構與原理 1系統簡略方塊圖工作原理 AD_系列驅動器是全數字式的控制器,用來驅動同步或異步馬達。輸出電流為弦波,使用PWM方式控制,切換頻率為-1KHz。 驅動模塊是由一個存在于Vecon芯片內的微處理器控制,執行周期小于sμ。通訊及I/O模塊是由另一個1bit的微處理器控制,此微處理器也包含于Vecon芯片內。此兩微處理器可做復雜的控制運算,可依客戶須要做不同的規劃。3特色 低損失的IGBT功率模塊( ̄1KHz,較高的頻率將造成較多損失)。設計,可多臺驅動器共享一個電源模塊。 向量控制式弦波輸出。 高分辨率的Resolver回授系統。 或Encoder含Encoder信號輸出。 可由軟件設定配合同步馬達,感應馬達或感應馬達不具回授信號。 兩組可規劃的模擬輸出埠(例如:轉速、電流、轉子角度)。 可個別設定的加減速時間,和急停時間。 硄癟CommunicationX°OutputstageI電流限制保護,且有輸出訊號指示。 tn(馬達實際速度) 1> (速度比較值)訊號輸出 nn (馬達目前速度)=n(速度設定值)訊號輸出 (馬達實際速度)>0訊號輸出 LED示燈顯示運轉狀態。 指內建RS3通訊界面,另可選購RS85或另可選購內含特殊應用的控制軟件,例如:定位(Position)控制、追剪(Fly saw)控制、同步)控制。所有的輸出入控制訊號都是光藕合式的,可以與PLCCNC或控制器搭配使用。 AD_系列提供許多安全上的狀態指示及保護: 速度過高。 馬達溫度過高。 過電流,短路或與地短路。 功率晶體溫度過高。 DC Bus電壓過高或過低。 電源模塊故障。 當有故障情況發生時驅動器將立即取消“Ready〃信號。 伐HLA弊瞯玻ネ竟硉秸竊摸ゑ塊1耾猧砞)獺腹ㄓ方匡拒秨閩∮10弊瞯t1 ̄t5筿瑈弊瞯璓It皚笷北癹隔臱笆家艙耾猧畉笆摸ゑ塊X摸ゑ塊控制回路方塊圖 ∮10北塊+VX8I-Port塊疭LEDボ縊O-Port10萊ノ硁砰獺腹X8O-Port『肚塊梆X1COM疭瞯垂砰塊北祑砰璓稬矪瞶竟缽盽Reserve北筿方癹隔珿毀皚笷筁放玂臔確耴/33竚DC BUS筿潰筁藹/筁瞯垂砰放筁藹Encoder菏代Resolver菏代耾猧璓玂臔肚塊梆甭獺腹匡拒摸ゑ塊摸ゑ塊X∮10V祏隔菏代癹隔BZZ糶竟安裝規范 51電氣安裝 電氣設備之安裝須符合下列標準之規定: EN0生產機具之電氣設備規定 EN50173電力系統之電器設備 EN1900-3 EMC產品標準,可變速之電子驅動器 假如使用在特殊用途時,其它相關之接口設備也必須遵守此規定。5裝置開關 驅動器安裝必須符合安全規定(VDE的斷路器上如此才能確實的與主電源安全隔離。) 各項裝置之接點必須導電性良好,火花或噪聲干擾必須事先加以預防。53纜線布置/接地/纜線的EMC防制 驅動器的設計符合EMC防治法則,設計制造時是以相當于CE Mark的標準來設計制造。正確安裝與配線法則請參考“EMC-防制法則”。 筿方塊耾猧璝x0cm玥惠ㄏノ筳瞞絬塊耾猧皚笷絬ㄏノ筳瞞絬臱笆竟ACMotor鋇絬萊10mm圖51布線范例單線圖 重點描述如下: 電力線與控制信號線必須分開于不同線糟。 模擬設定訊號線必須與電力線或控制線分開,至少相距0公分。 模擬訊號請使用隔離線。 電源及控制線使用雙絞線。 馬達線也請使用隔離線,且將馬達線兩端的遮蔽都接上外殼。 控制線及訊號線的遮蔽只能接一端(來源端),不可兩端都接。 馬達確實做好接地工作。 訊號線應將相同電壓準位放在同一線槽。 應去除不必要的過長線路。 接地與接點連接的方式必須符合當地安全標準。 相關的尺寸問題仍須要符合當地的相關規定。 選擇驅動器 如何選擇驅動器與馬達,我們建議參考以下程序: 1選擇驅動器型式 同步(永磁式)馬達 ADC 異步(感應)馬達 ADF 感應馬達不具回授式 ADM 決定zui高轉速 3決定所需的扭力,理論上馬達的慣量(inertia)等條件也應一并考慮。 馬達的速度及負載扭力應選擇一定比例(10% ̄0%)的保留額度。 5依照應用上的需求計算驅動器的zui大輸出,以及回生消耗電阻瞬間所須消耗的功率。 決定馬達瞬間輸出扭力,速度反應。 7選定配合馬達的驅動器,并設定好適當的參數。55功率晶體切換頻率 在某些情況下功率晶體的切換動作會成為噪聲干擾源,為改善此情況,可以提高功率晶體的切換頻率,以減低此效應,并且也可以使馬達運轉的更平順。但是提高切換頻率卻會造成另一個負面影向,即是會減少輸出功率,所以必須仔細衡量得失。頻率(KHz功率降低系數 )~KHz1 8000000驅動器zui大輸出: ̄1 KHz : ×Inom 約3秒 大于1 KHz : 18 ×Inom秒 約1安裝 驅動器設計上是用來安裝在控制箱的底板上,鉆孔的位置尺寸請參考511節及附錄。以下是安裝時的注意事項: 須有良好的通風以散去熱氣。 驅動器上下至少留10 公分的空間以利空氣循環。 驅動器的zui外兩側各留10公分以上空間以利散熱。 不能有任何障礙物阻擋住風扇。 安裝時須注意預留空間,給面板上的D型接頭安裝用。 為了提高良好導電性,安裝驅動器的底板不要上漆。必要時將驅動器安裝處的油漆刮除。 57馬達回授信號線 請使用Stromag公司所提供的信號線,請參考1節。長度可達50m。58馬達線 請使用有隔離網的馬達線,長度zui長50m,超過此長度需另外告知。 馬達線應與其它線分開放在不同的線槽。59馬達的保護 若使用Stromag公司提供的回授信號線,其內已包含馬達溫度傳感器的線路。若馬達過熱,驅動器的備妥狀態 ”Ready”將消失。510馬達煞車裝置 部分馬達附有煞車裝置,以下是馬達煞車的注意事項: 馬達煞車不是用來將馬達轉動的情況下減速到停止,而是在馬達停止后用來鎖住馬達使其無法轉動。511鉆孔尺寸 驅動器設計上是使用M的螺絲來安裝。安裝時是先將螺絲鎖進底板,但不要鎖緊約留5mm,再將驅動器裝上,卡進螺絲的地方鎖緊螺絲即可。安裝驅動器應注意預留適當的空間(約10公分)以利散熱。詳細尺寸請參考附錄。 在安裝時請注意,不可有螺絲或鐵屑掉進驅動器內。 電氣連接端子 DCBUS端子 XRS傳輸埠 X、X1為特殊通訊接口 馬達接線端子 散熱風扇端子 (依實際需求) X控制I/O端子 SRX電源模塊信號端子回授輸入端 CA-BUSNXEncoder輸出端 1驅動器連接端子配置圖 DCBUS,L+L- 驅動器電源連接端,與電源模塊間以銅條連接,使用M螺絲固定。DC 的電壓高達50VBUS,請特別注意其絕緣及安全問題。 電源模塊信號端子此端子為驅動器與電源模塊間的信號連接,讓驅動器檢測電源模塊是否正常工作,其端子位于驅動器下方。 馬達線連接端子 馬達線的連接請注意要相序正確,依不同型號使用相對應的線徑,PE線一定要接。 相序: 驅動器側 馬達側 線徑: 型號 線徑 依EMC防制規定,馬達線應使用隔離線。馬達線長度zui長50公尺散熱風扇端子 除了之外,其余型號的散熱風扇皆須外接單相0V AC電源,接地線請一定要接。 輸出入控制電源 驅動器需要外部提供一組電源給接口使用,接線端子分別是。若沒有外接此電源,I/O接口將不會正常工作。另外,驅動器內部也提供一組電源可供使用,接線端子分別是。電源供應線請使用隔離線,并將此電源供應線與電力線分開。 X場筿方ノ場筿方(b)ㄏノず場筿方圖 輸出入控制電源接線圖 控制信號以下的功能描述是只針對基本的速度控制而言。其它的控制如定位控制,同步控制,追剪控制等則有不同的控制方法,請再參考其它相關數據。模擬指令輸入內建兩組模擬輸入埠可規劃為: 速度設定轉矩設定 外部轉矩極限設定(由 輸入) 高速模擬輸入(由 1輸入,取樣時間500) 模擬輸入的內部設計是差動放大器,其輸入阻抗為0KΩ,輸入電壓范圍是±10V。 圖3模擬輸入示意圖 參考電壓 DC0V驅動器提供一組10V參考電壓可供外部使用,可以用來連接電位計的)做速度設定用請注意以上輸出電壓的zui大輸出電流只有5mA,同時也是zui大短路電流。 控制輸入信號 輸入控制信號需輸入一個電壓來控制。當電壓信號大于10V30V到之間視為High信號。輸入信號是經由光藕合連接到內部,與內部是電氣隔離的。以下說明各輸入信號的意義。(表示端子的第15腳,依此類推圖 輸入信號配置圖 X15 速度控制 轉矩控制/轉矩控制與一般速度控制的切換。 H 轉矩控制 L 速度控制! 5設定值除(黃色) 當此信號作用時,輸出之速度/轉矩將會被除以10zui大設定值也會被除以10通常運,。用在較低的速度/轉矩時,可因此增加輸入速度指令或轉矩指令的分辨率。!當操作此信號時,可能會造成旋轉中的馬達速度劇烈變化馬達控制致能(LED 3黃色) 控制致能和設定值致能。當此信號作用時,馬達才受驅動器控制。在速度模式下,當此信號關閉時,馬達速度依t5所設定的斜率減速至停止,當馬達停止后,控制信號被切掉,馬達不受驅動器控制,其功能如同緊急停止。在扭力控制模式下,當此信號關閉時,馬達立刻不受驅動器控制。X18 功率晶體輸出保護(LED 黃色) 功率晶體輸出致能,致能后才允許控制電流流至馬達,如果在馬達運轉中將此信號關掉則馬達將沒有控制電流而依慣性自由旋轉。通常此信號常保持致能狀態,除非須將馬達電流立刻切掉的情況才使用。 當使用轉矩控制時請操作在有負載的情況下,否則馬達將瞬間加速至zui高轉速。 X異常復歸 異常復歸須輸入一個L 的步階信號(必須在異常發生后)。異常復歸動作只有在“X17 馬達控制致能”OFF以及馬達在零速狀態下才有作用。若無法復歸,請將驅后動器電源關閉約三分鐘后再行開機。X0 加減速時間致能 若速度指令選擇ref 1路徑,則速度指令受加減速時間控制,此信號必須致能,速度指令才會有效。 圖 5 加減速時間示意圖t1:順時鐘旋轉加速時間t:順時鐘旋轉減速時間t3:逆時鐘旋轉加速時間t:逆時鐘旋轉減速時間t5:停止時間當馬達在運轉中,將此信號OFF,則馬達速度依t5時間減速至停止,但是馬達仍有轉矩,的馬達將保持靜止不動。 圖速度對照圖 時間的時間都是指zui高速度而言 以圖來看,其t:指加減速斜率時間設定,0  ̄ zui高速度的時間 n1:速度:速度從的加速時間 t從的加速時間 :zui高速度 其余t5的觀念相同,加減速時間只有針對有效。正轉極限開關 逆轉極限開關 極限開關可設為作,內定是動作或動動作。當任一極限開關動作時,驅動器將控制馬達使其無法向該方向運轉。輸出信號 所有輸出信號都是經由光藕合輸出至外界,其輸出可接至PLC入接點或驅動Relay輸。!每一個輸出信號的zui大輸出電流為30mA。 ”信號綠色) 輸出High時表示驅動器狀態正常。當發生異常時此信號會轉為Low,并且內部驅動控制回路會關閉。 警告信號(LED 黃色) 當輸出為High時,表示驅動器過電流時間持續太長,并且內部控制回路將電流降低至正常電流。I是保護功率晶體的功能,避免功率晶體因為過熱而故障,這只是一個警t告信號,驅動器仍正常工作,只是輸出電流被限制在正常電流以下。若想消去此警告信號必須將負載減小,并使驅動器恢復正常電流以下一段時間。經由RS3接口可以設定伺服馬達驅動器的參數或I/O狀態,如此可藉PC或其它具有RS3接口的裝置來控制或設定驅動器。本公司提供一套操作軟件,可用來設定伺服馬達驅動器,此軟件是一個簡單的選單式操作軟件,可用于設定參數與儲存參數。5特殊通訊界面 X,X1X15提供BUS訊界面,有以下界面可供選擇 ,X1通Profibus–DPInterbus–SCAN–BUS(CANen) –Op狀態及異常指示燈在面板上有十個LED指示燈,指示較重要的狀態及異常信號。下表僅對標準控制模式而言,若是使用其它特殊控制軟件(例如Position)則須另外參考其它的說明。LED指示燈:編號顏色綠色黃色黃色黃色黃色黃色黃色持續亮(狀態指示)“Ready”信號,驅動器正常功率晶體輸出致能馬達控制致能加減速時間致能設定值除0It警告信號n>0馬達目前速度大于0黃色n>n馬達目前速度大于速度比較值黃色 達實際速度=速度設定值0黃色未定義閃爍(異常指示)異常復歸時,馬達控制致能X沒有OFF過速度未定義微處理器異常馬達溫度過高短路/對地短路/過電流馬達回授信號異常內部VDC電源回路故障DCBUS電壓過高/過低功率晶體溫度過高參數設定 用來設定如馬達數據或設定值等重要參數。 81前言 參數設定一般是使用在PC上執行的操作軟件并透過RS-3接口設定參數。另可選購書寫器或BUS System來設定參數。 8參數描述 驅動器內有三組設定參數:基本參數,備用參數,實際使用參數。 *組參數(基本參數):在E-PROM內,內含基本的內定參數,這組參數僅用作軟件重置用,請勿選用此組參數,否則會造成舊有參數遺失。 第二組參數(備用參數):使用者可將實際的工作參數備份在此組參數內,或將此組參數寫回實際工作參數。 第三組參數(實際使用參數):使用者所能夠修改的也就是這組參數,須依實際應用修改此組參數。! 特定參數修改后,必須先將電源關閉后約1分鐘再開電源才會有效。 81驅動器型號及功率晶體切換頻率 (a)驅動器型號設定驅動器型號時,其型號一定要正確否則會造成動作不正常,通常在出廠時即已設定好,不須再設定。 (b)功率晶體切換頻率) 切換頻率設定范圍: ̄1KHz。請注意較高的切換頻率會造成輸出功率降低。8馬達參數 (a)極數對(馬達的極數對設定,例如極馬達則表示有3極數對。此參數須設定正確,否則馬達不會正常動作。 (b)馬達型式依馬達型式設定為感應馬達、同步馬達是使用無回授式控制)。 (c)電壓常數此參數僅用在同步馬達。是指馬達在1000 RPM時所產生的反電動勢,若不確定其值則設為0V。 (d)額定電流設定馬達額定電流,其設定是以馬達的額定電流除以驅動器zui大電流,以百分比表示。例如:使用ADF018驅動器zui大電流為3A,馬達額定電流為1A,則: By×qw×00%×%(e)zui大電流設定馬達zui大電流,計算方式同上。zui大電流是指馬達瞬間可承受的zui大電流,請參考第1章及 小節。(f)zui高轉設定所容許的zui高轉速,馬達轉速會被限定在此轉速下,若超過此轉速則視為異常狀態。 (g)馬達過溫延遲時間 當發生馬達過溫時,驅動器將馬達控制信號關閉,馬達運轉在無控制的情況下。在某些應用下可能不允許有這種情況,因此可設定一延遲時間,在發生馬達過溫時,X8輸出High,可檢測此信號后由外部控制讓馬達停止在一適當地址,以避免危險或機臺的損壞。延遲時間設定范圍0  ̄10秒,超過延遲時間后驅動器才將馬達控制信號關閉。!請注意不要設定過長的時間,以免馬達損毀。 煞車延遲時間(h)此功能是為了配合機械煞車而用。當控制信號X17 OFF時,馬達將依T5時間減速至停止,并且X7Low輸出為,此時馬達不受驅動器控制。X7作為控制煞車信號時,因為機械式的煞車有一段動作延遲時間,此時馬達可能會被負載帶動,為防止此現象發生,可設定一延遲時間,在馬達減速至0時,馬達仍保持轉距一段時間,以確保機械煞車確實已煞住馬達。煞車延遲時間設定范圍:00秒。 ~10(i)回授信號型式設定回授信號為何種型式: 若使用則須設定PPR,其范圍為:。 (j)速度信號濾波值(此濾波值通常使用出廠設定值即可,除非有其它干擾源會影響到回授傳感器,才需要增加此值以濾除噪聲。 回授調整(k)此設定只有在使用特殊馬達時才有用,一般設為0 。 規定指令輸入信道 83驅動器內含兩個指令輸入信道,此兩個信道可各別不同的信號輸入來源。由指令信道1進入的信號具有加減速功能。 zui終的設定值是兩通道的值相加,若將其中之一的通道設為"設定值等于零″,則zui后的設定值只由非設為零的通道決定。 指令輸入信道1可設為高速輸入,則其掃描時間由5ms縮短為500μs,但此時輸入信號固定為模擬輸入1 。指令輸入信道可設為外部電流極限控制,但此時輸入信號固定為模擬輸入 。圖 81指令輸入信道示意圖輸入對應值、濾波與偏移值 實際范例假設有一系統要求如下 須兩臺ADF驅動器,一個AEB電源模塊 只做速度控制,且須適當的加減速時間 具基本之控制功能如啟動、緊急停止、故障指示DCBUSs±AEB°¨F·×O}@φ注釋: 1速度設定由"模擬指令輸入1″輸入,模擬指令輸入接受±10V電壓輸入,可使用驅的動器本身提供的參考電壓。若是使用PLCD/A的模塊則接法如下: D/A家艙也可使用以下兩種接法使其具備正反轉功能 は鑼タ鑼タ鑼は鑼由于只做速度控制,所以X15不接,即表示選擇速度控制模式。 3由于系統須適當之加減速功能,所以使用X0"加減速致能″當作啟動信號。X17"馬達控制致能″當作緊急停止信號,X18"功率晶體輸出保護″則須常閉即可。 5當有異常發生時,可由X19做異常復歸。 X的"″信號,可用來指示驅動器是否正常。但是其輸出驅動功率較小,通常只用來驅動提供的+V電源,分別是X31及。在本例中直接使用驅動器本身提供的+V電源。 8在驅動器下方的X5"電源模塊信號端子″須連接至AEB電源模塊下方的X5端子。X5是 Pin的端子,1對1,對,如此直接連接即可。在驅動器有兩臺以上的情況時則直接并連即可。 9請別忘了連接驅動器下方的風扇電源。 00注意驅動器安裝時的配置 タ絋:皌竚巋粇:皌竚筿方家艙筿方家艙 請注意連接至X11的回授信號線須為品質良好之隔離線。回授信號的好壞直接影向馬達11控制的好壞,本公司另售高品質之雙層隔離線,如有需要請連絡本公司。 1在配線時請將控制信號線與電力線分別置于不同線槽,PE線請一定要接妥。 附錄E:參數列表 參數列表
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