SD伺服驱动器说明书 - 图文

第一章 简 介

1．1 产品简介

交流伺服技术自八十年代初发展至今，技术日臻成熟，性能不断提高，现已广泛应用于数控机床、印刷包装机械、纺织机械、自动化生产线等自动化领域。

SDXXX系列交流伺服是本公司自主研发的新一代交流伺服驱动器，主要采用最新的IRMCK201作为核心运算单元，并采用了复杂可编程器件EPLD及三菱智能功率模块，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。适用于高精度的数控机床、自动化生产线、机械制造业等工业控制自动化领域。

与以往驱动系统相比，SDXXX交流伺服系统具有以下优点： ★ 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稳定的转矩特性。

★ 伺服电机最高转速可达5000rpm，回转定位精度1/10000r（注：不同型号电机最高

转速不同）。

★ 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，欠压和编码器故障等保护。

★ 监视功能允许显示18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、报警记录等。

★ 高适应性，能够适应高速高精度电机，可以配套2~8磁极,400-6000线编码器的各

型号电机。

1．2 型号意义

1．伺服驱动器型号

S D 30 MT

功能代码（M：数字量与模拟量兼容） IPM模块的额定电流（15/20/30/50/75A）

采用空间矢量调制方式(SVPWM)的交流伺服驱动器

第二章 安 装

【注意】

☆ 产品的储存和安装必须满足环境条件要求。

☆ 产品的安装需要防火材料，不得安装在易燃物上面或附近，防止火灾。 ☆ 伺服驱动器须安装在电气控制柜内，防止尘埃、腐蚀性气体、导电物体、液体及

易燃物侵入。

☆ 伺服驱动器和伺服电机应避免振动，禁止承受冲击。 ☆ 严禁拖拽伺服电机电线、电机轴和编码器。

2．1 安装场合

◎ 电气控制柜内的安装

驱动器的使用寿命与环境温度有很大的关系。电气控制柜内部电气设备的发热以及控制柜内的散热条件，都会影响伺服驱动器周围的温度，所以在考虑机箱设计时，应考虑驱动器的散热冷却以及控制柜内的配置情况，以保证伺服驱动器周围环境温度在55℃以下，相对湿度95%以下。长期安全工作温度在45℃以下。 ◎ 伺服驱动器附近有发热设备

伺服驱动器在高温条件下工作，会使其寿命明显缩短，并易产生故障。所以应保证伺服驱动器在热对流和热辐射的条件下周围湿度在55℃以下。 ◎ 伺服驱动器附近有振动设备

采用各种防振措施，保证伺服驱动器不受振动影响，振动保证在0.5g（4.9m/s2）以下。

◎ 伺服驱动器在恶劣环境下使用

伺服驱动器在恶劣环境下使用时，接触腐蚀性气体、潮湿、金属粉尘、水以及加工液体，会使驱动器发生故障。所以在安装时，必须采取防护措施，保证驱动器的工作环境。

◎ 伺服驱动器附近有干扰设备

伺服驱动器附近有干扰设备时，对伺服驱动器的电源线以及控制线有很大的干扰影响，易使驱动器产生误动作。可以加入噪声滤波器以及其它各种抗干扰措施，保证驱动器的正常工作。注意加入噪声滤波器后，漏电流会增大，为了避免这种情况，可以使用隔离变压器。特别注意驱动器的控制信号线很容易受到干扰，要有合理的走线和屏蔽措施。

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2．2 驱动器安装

注：

☆ 伺服驱动器必须安装在保护良好的电柜内。

☆ 伺服驱动器必须按规定的方向和间隔安装，并保证良好的散热条件。 ☆ 不可安装在易燃物体上面或附近，防止火灾。

1 . 安装环境 （1）防护

伺服驱动器自身结构无防护，因此必须安装在防护良好的电柜内，并防接触腐蚀性、易燃性气体，防止导电物体、金属粉尘、油雾及液体进入内部。 （2）温湿度

环境温度0－50℃，长期安全工作温度在45℃以下，相对湿度在90%以下，并应保证良好的散热条件。 （3）振动与冲击

驱动器安装应避免振动，采取减振措施控制振动在0.5g（4.9m/S2）以下，驱动器安装应不得承受重压和冲击。

2、通风间隔

>100mm>25mm>25mm>100mm伺服驱动器伺服驱动器伺服驱动器>100mm通风方向通风方向

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3、安装方法 （1）安装方式

电机采用凸缘安装方式，电机安装方向任意。 （2）安装注意事项

◎ 拆装带轮时，不可敲击电机或电机轴，防止损坏编码器。应采用螺旋式压拔

工具拆装。

◎ 电机不可承受大的轴向，径向负荷。建议选用弹性联轴器连接负载。 ◎ 固定电机时需用止松垫圈紧固，防止电机松脱。 4、安装尺寸 R2.5全数字交流伺服单元 13139信号插头高度26信号线弯曲高度退出 减小 增加 确认型号：SD15MTPERSTWUrtVCN2控制信号输入60.585CN1电机信号反馈177198 图2-1: SD15MT安装尺寸

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R2.5全数字交流伺服单元 14839信号插头高度26信号线弯曲高度退出 减小 增加 确认型号：SD20MTPERSTWUrtVCN2控制信号输入60.589.5 图2-2: SD20MT安装尺寸 R2.5全数字交流伺服单元CN1电机信号反馈177198 16839信号插头高度26信号线弯曲高度退出 减小 增加 确认型号：SD30MTPERSTWUrtVCN2控制信号输入CN1电机信号反馈60.595 图2-3: SD30MT安装尺寸 - 5 - 177198

第五章 错误报警及处理

【注意】

☆ 伺服驱动器和电机断电至少5分钟后，才能触摸驱动器和电机，防止电击和灼伤。 ☆ 驱动器故障报警后，须根据报警代码排除故障后才能投入使用。

☆ 复位报警前，必须确认SON（伺服使能）信号无效，防止电机突然起动引起意外。

在发生错误报警时，如果没有对参数进行操作，将会在软件第一层显示Err-xx并闪烁，xx即为报警代码。如果正处于菜单操作中，会出现正在显示的内容发生闪烁，此时请按退出键直至看见Err-xx的显示。

在报警已经发生后，请根据报警代码排除故障后方可继续使用。

5．1报警一览表

表5.1 报警一览表 报警代码 -- 3 4 6 8 9 11 14 15 17 20 25 27 30 32 正常 主电路过压 主电路欠压 电机超速 输入脉冲频率太高 位置误差 过流保护 写EEPROM错 FPGA配置错 过载保护 读EEPROM错 编码器UVW出错 IPM报警 编码器故障 超程保护 报警名称 主电路电源电压过高 主电路电源电压过低 电机转速过高 位置环给定频率超过了设定值 位置误差超过了设定范围 负载电流过大 在写EEPROM时产生错误 在配置FPGA内部参数时产生错误 伺服驱动器及电机过负载 在读EEPROM内部参数时产生错误 UVW信号存在全高或全低电平 IPM欠压或过流保护 编码器断线或缺相 超程保护报警 - 26 -

内容 5．2 报警处理方法

报警报警名称 代码 表5.2 报警处理方法 运行状态 原因 接通控制电1）电路板故障 源时出现 接通主电源1）电源电压过高 时出现 2）电源电压波形不正常 1）制动电阻接线断开 1）制动晶体管损坏 2）内部制动电阻损坏 电机运行过程中出现 1）制动回路容量不够 处理方法 1）换伺服驱动器 1）检查供电电源 1）重新接线 1）换伺服驱动器 1）降低起停频率 2）增加加/减速时间常数 3）减小转矩限制值 4）减小负载惯量 5）换更大功率的驱动器和电机 1）换伺服驱动器 3 主电路 过压 4 6 8 1）电路板故障 2）电源保险损坏 接通主电源3）软启动电路故障 4）整流器损坏 时出现 主电路 1）电源电压低 欠压 2）临时停电20mS以上 1）电源容量不够 电机运行过2）瞬时掉电 程中出现 1）散热器过热 1）编码器接线错误 1）编码器损坏 电机超速 1）编码器电缆不良 1）编码器电缆过长，造成编码器供电电压偏低 接通控制电1）电路板故障 输入脉冲 源或电机运频率太高 行过程中出1）频率过高 现 位置偏差 溢出 1）电机被机械卡死 2）输入指令脉冲异常 1）检查电源 1）检查电源 1）检查负载情况 1）检查连线 1）更换电机 1）换电缆 1）缩短电缆 2）采用多芯关联供电 1）换伺服驱动器 1）降低相应的控制频率 1）检查负载机械部分 2）检查指令脉冲 3）检查电机是否按指令脉冲转动 9 11 过电流 1）驱动器U、V、W之1）检查接线 间短路 1）接地不良 1）正确接地 - 27 -

1）电机绝缘损坏 1）驱动器损坏 1）更换电机 1）更换驱动器 1）输入电子齿轮比太大。 1）正确设置 1）编码器故障。 1）换伺服电机 1）编码器电缆不良。 1）换编码器电缆 1）重新设定有关增益 1）伺服系统不稳定，引2）如果增益不能设置起超调。 到合适值，则减小负载转动惯量比率 14 15 写EEROM 出错 FPGA配置出错 1）芯片或电路板损坏 1）芯片或电路板损坏 1）更换伺服驱动器 1）更换伺服驱动器 1）换伺服驱动器 接通控制电1）电路板故障 源时出现 17 过负载 1）检查负载 2）降低启低频率 1）超过额定转矩运行 3）减小转矩限制值 4）换更大功率的驱动器和电机 电机运行过1）保持制动器没有打开 1）检查操持制动器 程中出现 1）调整增益 1）电机不稳定振荡 2）增加加/减速时间 3）减小负载惯量 1）U、V、W有一相断线 1）检查接线 2）编码器接线错误 1）芯片或电路板损坏 1) 编码器损坏 2) 编码器接线错误 3) 接地不良 1）电压太低 2）电机电流太大 3）编码器线断线或接触不良 4）PE线没接大地 1. 编码器损坏 2. 编码器接线错误 1. 触动超程开关 - 28 -

20 25 读EEPROM 出错 编码器 U V W 出错 1）更换伺服驱动器 1）更换电机 2）检查接线 3）正确接地 1）检查交流输入 2）降低加速度 3）更换电机 4）检查编码器线 5）伺服PE、电机PE必须同时接地 1）更换电机 2）检查电缆 1）退出超程保护 27 IPM报警 30 32 编码器 故障 超程保护 第六章 显示与操作

【注意】

☆ 为叙述方便，本说明书将把面板上的：退出键用←符号表示；

减小键用↓符号表示；增加键用↑符号表示；确认键用Enter符号表示。

6.1 键盘操作

★ 驱动器面板由6个LED数码管显示器和4个按键↑、↓、←、Enter组成，用来显示系统各种状态、设置参数等。按键功能如下： ↑：序号、数值增加，或选项向前。 ↓：序号、数值减少，或选项退后。 ←：返回上一层操作菜单，或操作取消。 Enter：进入上一层操作菜单，或输入确认。

【注】 在操作过程中，保持↑、↓按下，操作将重复执行，并且保持时间越长，重复速度越快。

★ 6位LED数码管显示系统各种状态及数据，全部数码管显示闪烁，表示系统发生故

障产生报警。

【注】 在报警状态下，同时按下↑、Enter两键约一秒钟就可以退出报警状态。 ★ 操作按多层操作菜单执行，第一层为报警显示或默认参数监视层，第二层为主菜

单，包括四种操作方式，第三层为各操作方式下的功能菜单。图6-1示出主菜单

操作框图：

★ 每次上电后，系统将自动检测当前的工作状态，如异常则显示出报警信息；如工作正常，则自动显示用户设置的缺省监视值（请查阅PA－8参数说明）。用户每次须按下Enter键，从第一层进入主菜单操作模式。 PA-SETDP-SETEE-SETTEST参数设置监视方式参数管理试运行报警或默认参数显示层Enter第3层图6-1 方式选择操作框图 - 29 - 6.2 监视方式

在第1层选择“DP-SET”，并按Enter键进入监视方式，如图6-2共有18种显示状态，用↑、↓键选择需要的显示模式，再按Enter键，进入具体的显示状态了。 DP- 1DP- 2DP- 3DP- 4DP- 5DP- 6DP- 7DP- 8DP- 9DP- 10DP- 11DP- 12DP- 13DP- 14DP- 15DP- 16DP- 17DP- 18位置误差当前速度备 用备 用当前电流备 用备 用备 用备 用备 用备 用软件版本错误信息指令脉冲积累反馈脉冲积累报 警 1报 警 2报 警 3EnterE 1S 0.0C 129G 0I 0.0T 0.0L 0O 1F 0B 0U 295V 10R 0D 0N 0E1 --E2 --E3 -- 6-2 监视方式操作图 【注1】 位置误差（DP-1）：在运行中，给定位置与编码器反馈位置之差，如果数值太大，则会影响加工精度。可通过调整参数减小误差来改善伺服电机响应特性。

【注2】 当前速度（DP-2）：伺服电机当前运行转速。 【注3】 当前电流（DP-5）：当前电机电流。 【注4】 软件版本（DP-12）：伺服驱动软件当前最新版本。 【注5】 指令脉冲积累（DP-14）：指令脉冲个数。伺服通电后，显示为0；指令多少个脉冲则显

示多少个脉冲数（最大显示9999个脉冲数，大于此数则显示余数）。

【注6】 反馈脉冲积累（DP-15）：编码器反馈脉冲数。伺服通电后，显示为0；最大显示9999个

脉冲数，大于此数，则显示余数。

【注7】 报 警1（DP-16）:伺服第一次记录历史报警。 【注8】 报 警2（DP-17）:伺服第二次记录历史报警。 【注9】 报 警3（DP-18）:伺服最后一次记录历史报警。

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7.2 试运行

1.运行前的检查

在安装和连线完毕之后，在通电之前先检查以下几项： △ 电源端子TB接线是否正确、可靠？输入电压是否正确？ △ 电源线、电机线有无短路或接地？

△ 控制信号端子是否已连接准确？电源极性和大小是否正确？ △ 驱动器和电机是否已固定牢固？

△ 电机轴是否末连接负载？ 2.通电试运行 A：试运行方式

（1）连接CN2，使输入控制信号：伺服使能（SON）OFF。 （2）接通控制电路电源（主电路电源暂时不接），驱动器的显示器点亮，如果有报警

出现，请检查连线。

（3）将控制方式选择(参数PA-1)设置为速度试运行方式(设置为3)。 （4）接通主电路电源。

（5）确认没有报警和任何异常情况后，使伺服使能（SON）ON，这时电机激励，处于

零速状态。 （6）通过按键操作，进入速度试运行操作状态，速度试运行提示符为“S”，数值单位

是R/MIN，系统处于速度控制方式，速度指令由按键提供，用↑、↓键改变速度指令，电机应按给定的速度运转.

B：JOG（点动）运行

（1）连接CN2，使输入控制信号：伺服使能（SON）OFF。 （2）接通控制电路电源（主电路电源暂时不接），驱动器的显示器点亮，如果有报警

出现，请检查连线。

（3）将控制方式选择（参数PA-1）设置为JOG运行方式（设置为4）。 （4）接通主电路电源。

（5）确认没有报警和任何异常情况后，使伺服使能（SON）ON，这时电机激励，处于

零速状态。 （6）通过按键操作，进入JOG运行操作状态，JOG运行提示符为“J”，数值单位是R/MIN，

系统处于速度控制方式，速度大小、方向由JOGSET确定，按Enter电机按JOGSET参数确定的速度和方向运转. C：位置方式运行

（1）连接CN2，使输入控制信号：伺服使能（SON）OFF， （2）接通控制电路电源（主电路电源暂时不接），驱动器的显示器点亮，如果有报警

出现，请检查连线。

（3）将控制方式选择（参数PA-1）设置为位置运行方式（设置为1），根据控制器输

出信号方式设置参数PA-9，并设置合适的电子齿轮比（PA-18、PA-19） （4）接通主电路电源。

（5）确认没有报警和任何异常情况后，使伺服使能（SON）ON，这时电机激励，处于

零速状态。

（6）操作位置控制器输出信号至驱动器CN2－6、18、7、19脚，使电机按指令运 转。

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7.3 调整

【注1】 错误的参数设置可能导致设备故障和意外，启动前应确认参数的正确性。 【注2】 建议先进行空载调试后，再作负载调试。

1. 基本增益调整

※ 速度控制

（1）[速度比例增益]（参数PA-2）的设定值，在不发生振荡的条件下，尽是设置的

较大。一般情况下，负载惯量越大，[速度比例增益]的设定值应越大。

（2）[速度积分时间常数]（参数PA-3）的设定值，根据给定的条件，尽是设置的较

大。[速度积分时间常数]设定的太大时，响应速度将会提高，但是容易产生振荡。所以在不发生振荡的条件下，尽是设置的较大。[速度积分时间常数]设定的太小时，在负载变动的时候，速度将变动较大。一般情况下，负载惯量载大，[速度积分时间常数]的设定值应越小。

※ 位置控制

（1）先按上面方法，设置合适的[速度比例增益]和[速度积分时间常数]。 （2）[位置前馈增益]（参数PA-7）设置为10%。

（3）[位置比例增益]（参数PA-6）的设定值，在稳定范围内，尽量设置的较大。[位

置比例增益]设置的太大时，位置指令的跟踪特性好，滞后误差小，但是在停止定位时，容易产生振荡。

（4）如果要求位置跟踪特性特别高时，可以增加[位置前馈增益]设定值。但如果太

大，会引起超调。

[注1] [位置比例增益]设定的较小时，系统处于稳定状态，但是位置跟踪特性变差，

滞后误差偏大，为了使用较高的[位置比例增益]，可以增加[加减速时间常数]（参数PA-4,PA-5）设定值，避免超调。

[注2] 增加[位置前馈增益]的设定值时，当系统不稳定的时候，可以增加[加减速时

间常数]设定值，避免超调。

[注3] [位置比例增益]的设定值可以参考下表：

刚度 低刚度 中刚度 高刚度 [位置比例增益] 10～60/S 60～100/S 100～220/S

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2. 基本参数调整图 PA 7前馈增益PA10位置指令脉冲输入形式PA18PA19电子齿轮+-PA 6位置比例增益PA 1+-PA 4PA 5加减速 +-时间PA 2PA 3速度比例增益积分时间常数PA29PA30电流比例增益积分时间常数+-M模拟速度指令速度计算四倍频PG 图7-2 基本参数调整图 3. 位置分辨率和电子齿轮的设置

位置分辨率（一个脉冲行程 ）决定于伺服电机每转行程 与编码器每转反馈脉冲Pt，可以用下式表示

ΔS Δl=

Pt 式中：

Δl：一个脉冲行程（mm）；

ΔS：伺服电机每转行程（mm/转）；

Pt：编码器每转反馈脉冲数（脉冲/转）。 因为，系统中有四倍频电路，所以Pt＝4×C，C为编码器每转线数。本系统中，C＝2500线/转，所以Pt＝10000脉冲/转。

指令脉冲要乘上电子齿轮比G后才转化为位置控制脉冲，所以一个指令脉冲行程 表示为

ΔS

Δl*＝ ×G Pt

指令脉冲分频分子

式中，G＝ 。

指令脉冲分频分母

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4. 启停特性调整

伺服系统启停特性即加减速时间，由负载惯量及启动、停止频率决定，也受伺服驱动器和伺服电机性能的限制。频繁的启停、过短的加减速时间、负载惯量太大会导致驱动器和电机过热、主电路过压报警，必须根据实际情况进行调整。 （1）负载惯量与启停频率

用于启动、停止频率高的场合，要事先确认是否在允许的频率范围内。允许的频率范围随电机种类、容量、负载惯量、电机转速的不同而不同。在负载惯量为m倍电机惯量的条件下，伺服电机所允许的启停频率及推荐加减速时间（参数PA-4,PA-5）如下：

负载惯量倍数 m≤3 m≤5 m＞5 允许的启停频率 ＞100次/分钟：加减速时间10mS或更少 60～100次/分钟：加减速时间20mS或更少 ＜60次/分钟：加减速时间50mS以上

（2）伺服电机的影响

不同型号伺服电机所允许的启停频率及加减速时间随负载条件、运行时间、占载率、环境温度等因素而不同，请参考电机说明书、根据具体情况进行调整，避免因过热而报警或影响使用寿命。

（3）调整方法

一般负载惯量应在电机转子惯量5倍以内，在大负载惯量下使用，可能会经常发生在减速时主电路过电压或制动异常，这时可以采用下面方法处理： ⊙ 增加加减速时间，可以先设得大一点，再逐步降低至合适值。 ⊙ 减小内部转矩限制值，降低电流限制值。 ⊙ 降低电机最高转速。

⊙ 更换功率、惯量大一点的电机。

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第八章 产品规格

8．1 驱动器规格

输出功率(KW)* 电机额定转矩(Nm) 尺寸（mm） 重 量（Kg） 输入电源 温度 使用 湿度 环境 振动 控制方式 再生制动 SD15MT 0.2~0.6 1~3 198×85×131 2 SD20MT 0.6~1.0 3~5 198×89×148 2.5 SD30MT 1.0~2.5 5~15 198×95×168 3 SD50MN 2.5~5.2 15~27 264×115×172 5 单相AC220V 三相 AC220V –15~+10% 50/60Hz –15~+10% 50/60Hz 工作：0~55°C 存贮：-20°C ~80°C 小于90%(无结露) 小于0.5g(4.9m/S2)，10~60Hz(非连续运行) ①位置控制 ②模拟量速度控制 ③速度试运行 内置 速度频率响应: <400Hz 控制特性 速度波动率: <±0.03(负载0~100%)；<±0.02(电源-15~+10%)(数值对应于 额定速度) 调 速 比: 1:5000 脉冲频率: ≤500kHz 控制输入 控制输出 ① 伺服使能 ②报警清除 ③偏差计数器清零 ④指令脉冲禁止 ⑤超程保护 ①伺服准备好输出 ②伺服报警输出 ③定位完成输出 ④编码器信号 输入方式 ①脉冲+符号 ②CCW脉冲/CW脉冲 位置控制 电子齿轮比 1~32767 反馈脉冲 10000脉冲/转 加减速功能 监视功能 保护功能 显示、操作 适用负载惯量 参数设置加减速时间6~1530mS (0r/min←→1000r/min) 转速、指令脉冲积累、位置偏差、反馈脉冲积累、电机电流、运行状态等 超速、主电源过压，欠压、过流、过载、编码器异常、位置超差等 6位LED显示状态、4个按键设置参数 小于电机转子惯量的5倍 - 40 -

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