电机的连线和控制.ppt

电机的连线和控制电机的连线和控制单轴步步进电机机PLC控制系控制系统的的设计与与实现1.步步进电机机2.步步进驱动器器3.步步进电机的机的PLC控制控制步步进电机的工作原理机的工作原理 步进电动机步进电动机-将电脉冲信号变换成相应的角位移将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件或直线位移的机电执行元件输入一个电脉冲，转过一个固定角度输入一个电脉冲，转过一个固定角度步距角步距角位移量与输入脉冲数严格成正比，位移量与输入脉冲数严格成正比，其转速与脉冲频率和步距角有关。其转速与脉冲频率和步距角有关。控制输入脉冲数量、频率控制输入脉冲数量、频率及电动及电动机各相绕组的接通次序，可以得到机各相绕组的接通次序，可以得到各种需要的运行特性。各种需要的运行特性。2023/4/30步步进电机接机接线图 2023/4/30步步进电机机驱动器器 Q2HB34MA为等角度恒力矩等角度恒力矩细分型分型驱动器，器，驱动电压为DC1240V，适配，适配6或或8出出线、电流在流在3A以以下、外径下、外径4286mm的各种型号二相混合式步的各种型号二相混合式步进电机。机。该驱动器器设有有4档等角度恒力矩档等角度恒力矩细分，最高分，最高64细分，分，最高反最高反应频率可达率可达200Kpps，驱动电流从流从0.5A/相相到到3A/相相连续可可调，当步，当步进脉冲超脉冲超过100ms时，线圈圈电流自流自动减半。减半。2023/4/302023/4/30输入信号波形入信号波形时序序图 2023/4/30控制器的控制器的细分分设定定 2023/4/30工作工作电流流设定定2023/4/30单轴伺服机构伺服机构PLC控制系控制系统的的设计与与实现1.伺服伺服电机机2.伺服放大器伺服放大器3.伺服伺服电机的机的PLC控制控制2023/4/30伺服机构的伺服机构的组成成伺服机构：伺服伺服机构：伺服电机、伺服放大器、机、伺服放大器、检测器（器（编码器）器）2023/4/30伺服伺服电机的控制机的控制2023/4/30一、伺服一、伺服电机机伺服伺服电动机在控制系机在控制系统中用作中用作执行元件行元件，将，将电信信号号转换为轴上的上的转角或角或转速，以速，以带动控制控制对象。象。例如：天例如：天线控制系控制系统有交流和直流两种。目前大部分用交流。有交流和直流两种。目前大部分用交流。伺服伺服电动机的机的最大特点是可控最大特点是可控。有控制信号。有控制信号输入入时，就，就转动；没有控制信号；没有控制信号输入，就停止；改入，就停止；改变控制控制电压的大小和相位（或极性），就可改的大小和相位（或极性），就可改变伺伺服服电动机的机的转速和速和转向。向。2023/4/30常用交流伺服常用交流伺服电动机的机的结构构在定子在定子铁心的内心的内圆表面嵌表面嵌有两套相差有两套相差90度度电角度的角度的绕组：激：激绕组WF、控制、控制绕组WC；这两套两套绕组分分别由两个由两个电源（源（频率相同）供率相同）供电。控制控制绕组绕组励磁励磁绕组绕组2023/4/30为了在了在电机内形成一个机内形成一个圆形旋形旋转磁磁场，要求激磁，要求激磁电压Uc和控制和控制电压Uf之之间应有有90度的相位差，常度的相位差，常用的方法有：用的方法有：1）利用三相）利用三相电源的相源的相电压和和线电压构成构成90度的移度的移相；相；2）利用三相）利用三相电源的任意源的任意线电压；3）采用移相网）采用移相网络4）在激磁相中串）在激磁相中串联电容器容器2023/4/30交流伺服交流伺服电机的特点机的特点 1 控制精度高控制精度高2 矩矩频特性好特性好3 具有具有过载能力能力4 加速性能好加速性能好2023/4/302023/4/30伺服伺服电机机编码器器伺服伺服电机采用停机采用停电后无需后无需进行原点回行原点回归的的绝对编码器。器。该绝对编码器中有器中有检测电机旋机旋转1圈内所圈内所处位置的位置的绝对位位置置检测部分和部分和计算旋算旋转了几圈的多圈了几圈的多圈检测部分。部分。2023/4/30编码器的功能和信号种器的功能和信号种类安装于伺服安装于伺服电机的机的编码器的功能分器的功能分类大致分大致分为三三类：1.电机位置机位置检测；2.电机速度机速度检测；3.电机磁极位置机磁极位置检测（IM型型电机和机和DC伺服伺服电机机不需要）。不需要）。其中其中1，2使用使用电机旋机旋转时增量增量输出的出的2相脉冲。相脉冲。2023/4/30MR-J3系列伺服系列伺服电机具有分辨率机具有分辨率为262144 pulses/rev的的绝对位置位置编码器，能器，能够实现更精确的控更精确的控制。制。2023/4/30交流伺服放大器的内部交流伺服放大器的内部结构构2023/4/30放大器的功能放大器的功能根据指令根据指令值（目（目标值）和当前）和当前值高速高精度地高速高精度地计算控制量（位置、速度和算控制量（位置、速度和电流），流），实现快速响快速响应和高精度的伺服控制；和高精度的伺服控制；实行行对控制内容控制内容监视和和单元保元保护。在在AC伺服系伺服系统中，中，对装在伺服装在伺服电机上的机上的编码器所器所发出的脉冲信号或伺服出的脉冲信号或伺服电机的机的电流流进行行检测，将，将结果反果反馈至放大器，并根据至放大器，并根据这个个结果按照指令来果按照指令来控制机械，控制机械，2023/4/30该反反馈有以下几种：有以下几种：位置位置环：根据根据编码器脉冲生成的位置反器脉冲生成的位置反馈信号，信号，进行位置控制的行位置控制的环。速度速度环：根据根据编码器脉冲生成的速度反器脉冲生成的速度反馈信号，信号，进行速度控制的行速度控制的环。电流流环:检测伺服放大器的伺服放大器的电流流,根据生成根据生成的的电流反流反馈信号信号,进行行转矩控制的矩控制的环。2023/4/302023/4/30电气式定位也因气式定位也因为检测的方式和控制方式，的方式和控制方式，大致分大致分为速度控制方式速度控制方式和和位置控制方式：位置控制方式：电机上无定位所需的信号机上无定位所需的信号输出装置、机械出装置、机械上有信号反上有信号反馈用的限位用的限位SW等装置等装置速度速度控制方式控制方式。机械上无位置机械上无位置检测装置，用伺服装置，用伺服电机的机的检测器可器可进行更高精度的位置控制行更高精度的位置控制位置控位置控制方式制方式。2023/4/30速度控制方式速度控制方式限位开关方式限位开关方式在物体通在物体通过处设置限位开关，移置限位开关，移动物体使开关工物体使开关工作，利用其信号使移作，利用其信号使移动物体移物体移动的方式。的方式。一般采用两个开关。用第一个开关降速，第二个一般采用两个开关。用第一个开关降速，第二个开关使开关使电机机OFF，开，开动制制动器使物体停止移器使物体停止移动。脉冲脉冲计数方式数方式在在驱动物体的物体的电机旋机旋转轴上上设置置检测位置的脉冲位置的脉冲发生器（脉冲生器（脉冲编码器），用高速器），用高速计数器数器计算算发出出脉冲数。由于脉冲是和移脉冲数。由于脉冲是和移动距离成正比，当脉冲距离成正比，当脉冲计数达到数达到预定定值时发出信号，使移出信号，使移动体停止移体停止移动。2023/4/30位置控制方式位置控制方式脉冲指令方式：脉冲指令方式：驱动电机，使用与机，使用与输入脉冲数成正比旋入脉冲数成正比旋转的的AC 伺服伺服电机。通机。通过向向AC 伺服伺服电机的伺服放机的伺服放大器大器输入和移入和移动距离相距离相应数量的脉冲，可数量的脉冲，可实施与脉冲数成比例的高速定位。施与脉冲数成比例的高速定位。2023/4/30伺服伺服电机的控制机的控制2023/4/30位置伺服系位置伺服系统的的组成成2023/4/30交流伺服放大器（交流伺服放大器（MR-J3-40A）2023/4/30放放大大器器各各部部分分名名称称 2023/4/302023/4/30放放大大器器各各初初始始画画面面2023/4/30与外与外部部设备的的连接接 2023/4/30伺伺服服放放大大器器CN1管管脚脚图图及及信信号号分分配配2023/4/30位置控制模式位置控制模式 2023/4/30位置控制模式位置控制模式 输入脉冲有三种入脉冲有三种输入形式可以入形式可以选择：正正转脉冲串脉冲串/反反转脉冲串；脉冲串；脉冲串脉冲串+符号；符号；A相脉冲串相脉冲串/B相脉冲串；相脉冲串；并可以并可以选择正正逻辑和和负逻辑。2023/4/302023/4/30可以通可以通过PA13设定。定。2023/4/30伺服放大器的伺服放大器的设定定PA01设为0（位置控制模式）；（位置控制模式）；PA13设为1（正（正逻辑：正脉冲：正脉冲+信号）；信号）；PA06（电子子齿轮参数）参数）位置控制模式位置控制模式时，只要，只要设置主要的几个基本置主要的几个基本设定参数（定参数（PA参数参数组）就可以使用伺服放大器。）就可以使用伺服放大器。PA参数参数组：基本参数：基本参数 PB参数参数组：增益：增益滤波器参数，波器参数，PC参数参数组：扩展展设定参数定参数 PD参数参数组：输入入/输出出设定参数。定参数。当使用当使用PA参数参数组以外的其它参数以外的其它参数时，必，必须改改变参数参数PA19的的设置。置。2023/4/30参数含参数含义2023/4/30注意：参数前注意：参数前标有有*的，的，设置置该参数后，需将参数后，需将电源断开，再重新接通源断开，再重新接通电源，参数才会生效。源，参数才会生效。2023/4/30三相三相电机机1）FR-E740变频器器总体介体介绍 FR-E740变频器特点与应用变频器特点与应用A)三菱变频器总类和特点介绍三菱变频器总类和特点介绍 三菱变频器总类：三菱变频器总类：FR-D700系列系列：紧凑型多功能变频器 FR-E700系列系列：经济型高性能变频器 FR-A740 系列系列：高性能矢量变频器 FR-F740系列系列：多功能型、一般负载适用 E500、A540系列系列：为停产老产品 FR-E700系列系列 主要特点：主要特点：功率范围：0.115KW；先进磁通矢量控制；扩充PID功能；柔性PWM；内置Modbus-RTU协议；停止精度提高；加选件卡可以支持：CC-Link通讯；LONWORKS通讯 Deveice Net通讯 Profibus-DP通讯 2023/4/30C)变频器外接控制端器外接控制端子介子介绍2023/4/302023/4/302023/4/302023/4/302023/4/30D)变频器主器主电路接路接线图图1-3 变频器主电路接线图2023/4/30E）变频器的主要参数介器的主要参数介绍1)Pr.79 运行模式运行模式选择参数参数a）PU模式：面板操作模式，变频器参数和启、停由面板操作。PU模式，由参数P79=1决定。b)EXT(外部操作)模式：由变频器外部端子上的输入信号，控制变频器的启停和调频。P79=2。c）组合模式1：Pr79=3,外部信号启停变频器，PU面板调节频率。d）组合模式2：Pr79=4,面板启停变频器，外部信号调节频率。2023/4/30E）变频器主要参数介器主要参数介绍2）变频器参数清0。ALL C=1 3）加速时间：Pr.7 减速时间：Pr.84)加减速基准频率：Pr20加速时间：电机由0HZ加速到加减速基准频率（由Pr20决定）所用的时间。图1-4变频器加减速时间示意图2023/4/30