伺服驱动器主回路设计案例

1、案例库/单元二/工程设计五、普及型CNC电路设计案例7221-5安川伺服和变频器是普及型 CNC机床最常用的伺服和主轴驱动器，本案例提供了国产 普及型CNC配套安川伺服和变频器的电路设计实例。一、伺服驱动电路设计案例【例1】某设备配套有安川 工V系列SGDV-120A01A驱动器，利用主接触器控制主电 源通断的驱动器主回路，及断路器、主接触器的选择方法如下。根据要求设计的线路如图1所示。线路中的驱动器控制电源可在断路器合上后直接加入，主接触器需要在驱动器无故障触点ALM+/ALM-接通时，通过按钮 S-ON启动。根据驱动器型号，可查得AC220Vb主接触器控制SGDV-120A01A驱动器的输

2、入容量为 2.3kVA，断路器的额定电流可计算如下:S|e=(1.5 2) e =9.9613.28(A)<3 u e根据断路器额定电流系列，可选择10A标准规格，如 DZ47-63/3P-10A等。主接触器的额定电流与断路器相同，可选择12A标准规格，如 CJX1-12/22等。【例2 某3轴经济型数控铳床使用了2台SGDV-120A01A、1台SGDV-180A01A 驱 动器，当驱动器需要同时通断时，其驱动器主回路设计如下。根据要求，当多台驱动器的输入电源需要通过同一主接触器控制通断时，必须将各驱动器的故障输出触点串联后控制主接触器，设计的线路如图2所示，主接触器的控制回路同案例1

3、。图2例2的主回路设计图2线路中，第1台驱动器的ALM-端连接继电器控制电源的 0V端、ALM+端与第2 台驱动器的ALM-端连接；第2台驱动器的ALM+端连接第3台驱动器的ALM-端；第3台 驱动器的ALM+端连接故障检测中间继电器的线圈。 线路只有在三台驱动器都无故障故障 触点输出接通的情况下， KA1才能接通。【例3】使用外部制动电阻的安川 工V系列驱动器的主回路。使用外部制动电阻的安川 工V系列驱动器如图3所示。为了能够在制动电阻过热时切断 驱动器主电源，制动电阻的过热触点正常时闭合作为主接触器接通的条件串联在线路中， 过热触点一旦断开便可切断驱动器的主电源。【例4】工V系列驱动器与接

4、近开关连接的输入电路，及接近开关的类型选择与输出驱动电流的计算。接近开关有NPN集电极开路输出与 PNP集电极开路输出两类，工V系列驱动器DI采用的是汇点输入连接，为了使得接近开关发信时在驱动器得到“1信号输入，应优先选择NPN集电极开路输出开关。根据?V系列驱动器的DI接口电路原理，可以直接选择NPN集电极开路输出的接近开 关，其连接电路如图 4所示，接近开关电源由外部提供。外部电源I_+24V0VL24VIN+5VSInNPN接近开关图4驱动器与接近开关的连接内部信号NPN集电极开路输出开关发信时, 路原理，由于光耦正向导通时的压降为 左右，故开关发信时的驱动电流为：输出与0V间的电阻接近

5、为“0，根据图1的接口电0.5V左右，接近开关发信时CE极间的压降为0.3V24 - (0.5 0.3)-3.3:7( mA)因此，可选择DC24V/20mA 标准规格、NPN集电极开路输出接近开关。二、变频器电路设计案例图1是工程用数控车床的安川变频器主轴控制电路图。有关工程图的根本说明、电路识读的根本考前须知、明细表要求及机床主回路、强电控制回路、X/Z轴驱动回路的说明等均可参照案例7221，电路说明如下。1.主回路 为了便于阅读，简单机床的工图允许将与主轴变频器相关的主回路与控制回路集中 于一页进行表示。 CIMR-G7变频器的控制电源已在内部与主电源进线连接，变频器不使用制动电阻、制动

6、单元等配套附件， 故主电源不需要使用主接触器控制，它可以在机床主电源接通后直接参加。 CIMR-G7变频器本身已具有电子过流保护功能，故主轴电机不再需要安装过载保护的断路器。图1数控车床主轴控制案例2. 控制回路 图1中，CIMR-G7变频器的正反转与启动/停止使用出厂默认的 2线制控制，正反转 控制信号来自 CNC 的输出。 CIMR-G7的正反转信号串联有机床启动接触器KM10 X/Z轴驱动主回路 ON的常开触点，如果 X/Z 轴伺服驱动未启动或出现机床超程、急停的故障，可以立即停止主轴。 变频器的 DI 信号采用了出厂默认的使用变频器内部电源的汇点输入连接方式，变频 器的 DI 信号选择

7、端 CN5 应按照要求设定。 由于本机床的主轴控制无特殊要求， 变频器不需要连接其他 DI 信号， DI 功能定义可 以直接使用出厂默认设定。 由于变频器电源在机床主电源接通后便可参加， 因此，变频器的报警输出 DO 信号可 作为驱动器主电源接通的互锁条件，通过中间继电器 KA20 的转换，串联到驱动器主接触器 控制电路中，主轴变频器故障时禁止驱动器主电源参加。 变频器的频率给定信号主速输入来自 CNCKND100T 的主轴模拟量输出，其 输出频率直接由 CNC加工程序中的S代码指令进行控制。AI信号同样可以直接使用变频器 出厂默认的功能设定。3. S模拟量输出 KND100T经济型数控系统的

8、 S模拟量输出为DC010V,可以直接与CIMR-G5的速 度给定 A1/AC 端连接。 KND100T的S模拟量输出为单极性信号， 连接时必须将DC010V输出端XS55-5 连接至变频器的 A1 端、参考 0V 输出端 XS55-2/3/4 连接至变频器的 AC 端。 应通过CNC的S模拟量输出参数设定，保证最高主轴转速所对应的 S模拟量输出为DC10V 。 应通过变频器的偏移与增益调整， 保证在 DC10V 频率给定输入时的主轴转速与要求 一致；在DC0V输入编程转速 S0时，主轴转速接近 0转。 频率给定连接线应使用双绞、屏蔽电缆。4. 转向信号 KND100T 的主轴转向由程序指令 M03、M04 或操作面板上的主轴正反转按钮进行控制，其转向统一由 CNC的DO信号M03/M04 X57-15/3 输出。 KND100T的M03/M04输出为保持型电平信号，与CIMR-G5的2线制控制要求一致， 故可以直接通过中间继电器 KA10、KA11 转换为变频器的转向控制信号。 主轴电机的转向可以直接通过交换电机相序、改变 CNC 参数等方式调整至要