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伺服电机驱动器的设计

STyle="font-size:15px;">1.伺服电机的选择


根据题目所给出的ASD—B2—1521—B型伺服驱动器,对照伺服驱动器说明书选取相应的伺服电机,型号为:ECMA—E21315□S (S=22mm),其详尽规格参数见图1。




图1






2.伺服驱动器的选择


题目给出ASD—B2—1521—B型伺服驱动器,其规格参数见图2。








图2




其位置控制信号及速度控制信号原理图分别如图3和图4所示






图4 速度模式标准接线




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驱动器通用的输入信号及其功能详解








一般信号详细说明






3.系统连接图的确定


在伺服驱动器的基础上,在连接上PLC模块,即可得到伺服驱动器控制伺服电机的系统。


系统连接图如图6:




图6 PLC控制系统连接图




4.PLC模块


4.1分析工艺流程及控制要求


由数控机床的进给系统中,传动件要快速移动到加工位置、以加工速度进行加工、快速退回原来位置等要求,那么对应的传动轴传动伺服电机则要求快速正转,以加工速度正转、以加工速度反转、快速反转等。一次,PLC指要控制伺服电机以一定的速度精确地正、反转一定圈数来控制传动件的位置和移动速度。


4.2分析输入输出信号的性质


由机床进给系统动作的分析得:


输入信号有:A相脉冲,B相脉冲,正转按钮SB1,反转按钮 SB2,增速按钮 SB3,减速按钮SB4,启动按钮SB5,停止按钮SB6。


输出信号: 正转 Y30、反转Y31指令1、2 ;增速Y32指令3,减速按钮Y33指令4。


4.3估算PLC的规模


表1 I/O地址分配表


输入信号


输出信号


名称


代号


输入点编号


名称


代号


输出点编号


A相脉冲


A


X6


正传


FWD


Y6


B相脉冲


B


X7


反转


REV


Y7


正传按钮


SB1


X0


指令1


Y30


反转按钮


SB2


X1


指令2


Y31


增速按钮


SB3


X2


指令3


Y32


减速按钮


SB4


X3


指令4


Y33


启动按钮


SB5


X4


停止按钮


SB6


X5




PLC是20世纪70年代发展起来的以微处理器为核心,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的新型自动控制技术。根据《数控技术课程设计》第3章.3.4.2 PLC选型,在统计处的I/O点数基础上增加15%~20%的备用量,以便以后调整和扩展。


PLC模块原理图如图7所示。




图7 PLC模块原理图




梯形图如图5-2所示。


图8 梯形图




程序:LD X0


OUT Y6


LD X1


OUT Y7


LD X2


INC D10


LD X3


DEC D10


4.4 PLC的选用


根据前述统计出的输入输出点数,选用三菱公司的FX2N系列的FX2N-32MT型PLC(输入点数:16,输出点数:16)。


其性能指标如下:




表2 一般技术指标


环境温度


使用温度0-55°,存储温度-20-70℃


环境湿度


使用湿度35%-85%RH(无凝露)


防震性能


JIS C0911标准,10—65Hz,0.55mm,3轴方向各2次


抗冲击性能


JIS C0912标准,10G,3轴方向各3次


抗噪声性能


用噪声模拟器产生电压为1000V,脉宽1μs,30—100Hz的噪声


绝缘耐压


AC1500V,1min


绝缘电阻


5MΩ以上


接地电阻


独立接地,如有接地困难,可以不接地


使用环境


无腐蚀气味,无尘埃




表3输入技术指标


项 目


DV24V输入


型 号


FX2N的X0—X17


FX2N的X10—


输入信号电压


DC24V


输出信号电压


7mA/DC24V


5mA/DC24V


输入阻抗


3.3kΩ


4.3kΩ


输入ON电流


4.5mA以上


4.5mA以上


输出OFF电流


1.5mA以下


1.5mA以下


输入响应时间


约10ms


输入信号形式


无电压触点,或NPN集电路开路输出晶体管


电路隔离


有关电耦合器隔离,


输入状态显示


输入ON时LED灯亮


表4 输出技术指标


项目


晶体管输出


外部电源


DC—30V


最大负载


阻性负载


1.5A/1点,0.8A/4点


感性负载


12W/DC24V


灯负载


1.5W/DC24V


开路漏电流


0.1mA以下


响应时间


ON是:<0.2ms;OFF时,<0.2ms;大电流<0.4ms


电路隔离


光电耦合器隔离


输出动作显示


光电耦合器驱动时LED灯亮




5.开关及保护元件的选择


基本元器件:正转启动按钮:SB1;反转启动按钮:SB2;增速按钮SB3:减速按钮SB4;熔断器(保险丝):FU;热继电器:FR;电磁式继电器:KM。


5.1开关保护元件的选择:


在电路中涉及各种开关,主电路上选用一个低压断路器以保护电路,控制三相交流电动机的开关我选择一般三极电源转换开关,其他部位用主令按钮开关控制,由于开关形状和具体参数均不复杂,在此不做具体介绍,其图形符号和文字符号如下。






接触器 熔断器




热继电器




图9 开关和按钮




6.变压器的选择


作用:将三相交流380V电压转变为三相交流220V电压


变压器示意图:




图10 变压器示意图




变压器选择:控制变压器(380V/36V/220V) 型号:BK-150,如下图所示






BK-150控制变压器


7.热继电器的选择




热继电器起电动机的过载保护的作用,由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。其整定值的大小一般根据负载的计算电流进行整定,一般为额定电流的1.05~1.1倍。



。根据通过电流的要求选择JR29-16型热继电器,如右图所示。






图11 热继电器图形符号和文字符号


(1)用途及使用范围:


适用于交流50HZ/60HZ,主电路额定工作电压至660V,电流额定0.1-500A的电力系统中,供三相感应电动机的过载和断相保护之用。


(2)产品型号及意义:




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