Parker TBF-R-Serie Inbetriebnahmeanleitung
Pulsbreitenmodulierter 4-quadranten servolregler für bürstenlose motoren mit resolver
Verwandte Anleitungen für Parker TBF-R-Serie
Inhaltszusammenfassung für Parker TBF-R-Serie
- Seite 1 INBETRIEBNAHMEANLEITUNG PULSBREITENMODULIERTER 4-QUADRANTEN SERVOLREGLER TBF-R FÜR BÜRSTENLOSE MOTOREN MIT RESOLVER Parker Hannifin GmbH & Co.KG EME Electromechanical Automation Europe Robert-Bosch-Straße 22 D-77656 Offenburg Germany Versionsstand: D_INA_TBFR_k.doc...
- Seite 2 Inbetriebnahmeanleitung Inhalt Seite II Abschnitt 1 Mai 2007 Sicherheitshinweise...
- Seite 3 Wichtig! Bitte unbedingt vor der Inbetriebnahme diese Anleitung lesen. Sehr verehrte Kundin, sehr verehrter Kunde, Die nachfolgenden Punkte sowie die gesamte Ziffer 1 dienen Ihrer Sicherheit bzw. sollen das von Ihnen erworbene Produkt vor Schäden durch eine nicht ordnungsgemäße Behandlung bewahren.
- Seite 4 Inbetriebnahmeanleitung Inhalt Seite IV Abschnitt 1 Mai 2007 Sicherheitshinweise...
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Seite 5: Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis Sicherheitshinweise......................VII Allgemeine Hinweise......................VII Qualifiziertes Personal ...................... VII Bestimmungsgemäßer Gebrauch ..................VII Beschreibung von Symbolen und Signalwörtern ............. VIII Sicherheitstechnische Hinweise..................VIII Installation.......................... IX Wartung / Instandsetzung ....................IX Technische Beschreibung ....................1 Allgemeines .........................1 Technische Daten ........................2 Regelprinzip .........................3 Blockschaltbild ........................4 Funktionsbeschreibung......................5 Funktion als Stromregler ......................8... - Seite 6 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Regelprinzip, D0140A....................3 Abbildung 2 Blockschaltbild, D0158B.*..................4 Abbildung 3: Jumper-Einstellung, PC-TBF/2.* ................8 Abbildung 4: Frontansichten, TBFR08_11_16_A1.* ..............11 Abbildung 5: Anschlußbild (Minimalbeschaltung), ED0159C.* ........... 19 Abbildung 6: Anschlußbild TBF-R, ED0160D.*................20 Abbildung 7: Bestellformular Dokumentationen..... Fehler! Textmarke nicht definiert. Abbildung 8: Steckerbelegung- 19“Baugruppenträger, TBF_MZ.* ..........
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Seite 7: Sicherheitshinweise
Sicherheitshinweise Allgemeine Hinweise In dieser Inbetriebnahmeanleitung werden Funktionen und alle erforderlichen Informationen für den bestimmungsgemäßen Gebrauch der von unserer Firma hergestellten Baugruppen beschrieben. Maschinenhersteller verantwortlich für Ausarbeitung einer Bedienungsanleitung Landessprache Endkunden. Erstellen maschinenspezifischen Risikoanalysen obliegt ebenfalls dem Maschinenhersteller. Das Beachten und Umsetzen der in diesem Dokument enthaltenen Sicherheitshinweise und Warnungen sind Voraussetzung, damit Transport, Installation und Inbetriebnahme der Baugruppen gefahrlos von qualifiziertem Personal durchgeführt werden kann. -
Seite 8: Beschreibung Von Symbolen Und Signalwörtern
Beschreibung von Symbolen und Signalwörtern GEFAHR! Dieses Symbol warnt vor schweren Verletzungsgefahren für Personen. Es muß zwingend beachtet werden. ACHTUNG! Dieses Symbol weist auf eine Information hin, deren Nichtbeachtung zu umfangreichen Sachschäden führen kann. Die Sicherheitshinweise sind unbedingt zu beachten. HINWEIS! Dieses Symbol weist auf eine Information hin, die wichtige Angaben hinsichtlich der Verwendung enthält. -
Seite 9: Installation
Installation sind speziellen Einzelfall geltenden Sicherheits- Unfallverhütungsvorschriften zugrunde zu legen. Geräte, die für den Einbau in Schränke und Gehäuse vorgesehen sind, dürfen nur in eingebautem Zustand betrieben werden. Vor der Inbetriebnahme der Geräte, welche mit Netzspannung betrieben werden, ist zu prüfen, ob der eingestellte Nennspannungsbereich mit der örtlichen Netzspannung übereinstimmt. -
Seite 11: Technische Beschreibung
Technische Beschreibung Allgemeines Die Regler der Baureihe R (= Resolver) dienen als Servoregler der Drehzahlregelung von bürstenlosen Servomotoren. Sie gewinnen aus den Signalen des am Motor angebauten Resolvers Information für Sinus-Kommutierung Motors für Drehzahlrückmeldung. Zusätzlich werden Inkrementalgebersignale aus diesen Signalen nachgebildet. -
Seite 12: Technische Daten
Technische Daten Baureihe TBF60/5R TBF60/10R TBF120/7R Nennspannung 120V Nennstrom (Scheitelwert) Impulsstrom (Scheitelwert) Zwischenkreisspannung max. 85VDC 85VDC 170VDC min. 25VDC 25VDC 70VDC Empfohlene Trafospannung 54 AC 54VAC 95VAC Ballastschaltung — — intern Elektronikversorgung intern Wirkungsgrad Restspannungsabfall Endstufe (bei 1,5V Nennstrom) Taktfrequenz 9,5kHz Frequenz der Stromwelligkeit 19kHz... -
Seite 13: Regelprinzip
Regelprinzip Die Drehstrom-Servoregler der Serie TBF arbeiten nach dem Prinzip der Drehzahlregelung mit unterlagertem Stromregelkreis. Zusätzlich steuert die Bestromungslogik die Kommutierung des elektronisch kommutierten Servomotors (bürstenlos). Signalflußplan dieser Funktionsgruppen ist in folgender Abbildung dargestellt. Stromregler Drehzahl regler Bestromungs- SOLL steuerung Resolver Aufbereitung Abbildung 1: Regelprinzip, D0140A. -
Seite 14: Blockschaltbild
Blockschaltbild Abbildung 2 Blockschaltbild, D0158B.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Baureihe TBF-R Abschnitt 2 Mai 2007 Seite 4... -
Seite 15: Funktionsbeschreibung
Funktionsbeschreibung Die Funktionsbeschreibung der Verstärker erfolgt anhand des Blockschaltbildes in 2.4. 2.5.1 Spannungsversorgung • Leistungsteil: Die Gleichrichtung und Siebung bildet aus der AC-Spannungsversorgung die zum Betrieb der Endstufe benötigte Gleichspannung (Zwischenkreisspannung U ). Diese Zwischen- kreisspannung kann auch als Gleichspannung direkt eingespeist werden. •... -
Seite 16: Treiber- Und Endstufe
• Bestromungs-Steuerung und Stromregler Wie im Blockschaltbild dargestellt, muß zur Bildung der eigentlichen Strom-Sollwerte für den Stromregler des U-Leiterstromes und des V-Leiterstromes zunächst die Bestromungs- Steuerung durchlaufen werden. Darin wird der Sollstrom des Drehzahlregler-Ausgangs (Leitstrom) in Abhängigkeit von Signalen des Resolvers in zwei um 120° verschobenen Strom-Sollwerte umgewandelt und den Stromreglern für die Phasen U und V zugeführt. - Seite 17 Aus Sicherheitsgründen ist der Vorgang des Freischaltens nur bei betriebsbereitem Gerät möglich! Hierdurch wird verhindert, daß der Motor bei Anlegen der Betriebsspannung und bereits anliegendem Freigabe-Signal unkontrolliert losläuft. D.h. eine feste Drahtverbindung von z.B. +24V nach dem Eingang Freigabe bewirkt beim Einschalten der Betriebsspannung kein Loslaufen des Motors. Die Logik schaltet außerdem ab bei Unterspannung im Zwischenkreis und Unterspannung der Elektronikspannungen.
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Seite 18: Funktion Als Stromregler
Funktion als Stromregler Falls das Gerät nicht als Stromregler bestellt wurde, ist die Standardeinstellung von Werk aus "Drehzahlregelung". In einigen Anwendungen kann es nützlich sein, das Gerät TBF als reinen Stromregler zu betreiben, da eine Momentenregelung gewünscht wird oder der Drehzahlregler in der übergeordneten Regelung bereits realisiert ist. -
Seite 19: Übersicht Der Einstellmöglichkeiten Und Anzeigen
Übersicht der Einstellmöglichkeiten und Anzeigen 2.7.1 Die Leuchtdioden LED 1 (grün) Zeigt die Betriebsbereitschaft des Gerätes an; leuchtet auch bei nicht freigeschaltetem Verstärker. LED 2 (gelb) I²t- Strombegrenzung ist im Eingriff. LED 3 (rot) Störung (Überstrom, -spannung, -temperatur). LED 4 (gelb) Ballastschaltung in Funktion (nur bei 120V-Geräten). -
Seite 20: Die Lötjumper
2.7.4 Die Lötjumper JP1 bis JP8 Einstellung nur bei Geräten ohne Resolver. Bei Betrieb des Gerätes als Drehzahlregler geschlossen, bei Stromregelung offen. JP10 Wie JP9. JP11 Bei Betrieb des Gerätes als Drehzahlregler offen, bei Stromregelung ge- schlossen. JP12 Nur für werkseitige Einstellung. JP13 Nur für werkseitige Einstellung. -
Seite 21: Frontansicht
Frontansicht 128.4 128.4 128.4 Abbildung 4: Frontansichten, TBFR08_11_16_A1.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Seite 11 Abschnitt 2 Mai 2007 Baureihe TBF-R... -
Seite 22: Anschluß Des Gerätes
Anschluß des Gerätes Steckerbelegung Stecker 1 (F48) Integral ab Power GND Pos. Stop Power GND Neg. Stop Power GND GND Ref. Motor W Solldrehzahl Eingang (-) Motor W Solldrehzahl Eingang (+) Motor W + 5V Motor V Betr. Bereit Motor V Betr. -
Seite 23: Erläuterung Der Anschlußbelegung
Erläuterung der Anschlußbelegung 3.2.1 Stecker 1 (F48) Integral Abschaltung An diesem Eingang kann durch Aufschalten eines High- Signals (15...30V) der Integralanteil des Drehzahlreglers abgeschaltet werden. kann z.B. Positionieraufgaben nützlich sein. Motor driftet nicht langsam weg, jedoch geringeres Haltemoment. Bei Normalbetrieb ist dieser Eingang nicht aktiviert. Der Eingang muß dazu unbeschaltet bleiben oder ist mit Masse zu verbinden. - Seite 24 Ausgang einer +5V-Versorgung, Belastbarkeit +10mA. Potentialfreier Reedkontakt zur Meldung des Betriebs- Betriebsbereit Betriebsbereit bereit-Zustandes des Gerätes. Der Kontakt ist bei betriebsbereitem Gerät geschlossen. Maximale Spannung 100V bei 100mA. Ausgang der +15V Elektronikspannung zur Versorgung +15V der Endschalter-Eingänge Pos.Stop, Neg.Stop. Belast- barkeit zusammen mit 18d: 10mA.
- Seite 25 0V Bezugspotential für +5V, +15V und -15V. Ist die I ² t-Strombegrenzung aktiv, so ist der Ausgang I ² t-Meldung niederohmig mit +15V verbunden, ansonsten ist er hoch- ohmig. Strombegrenzungseingang, bei dem durch eine externe I extern Spannung von 0...10V der an P2 eingestellte Impulsstrom noch einmal auf 0...100% begrenzt werden kann.
- Seite 26 26z,b,d Power GND GND des Gleichstromzwischenkreises. GND-Anschluß einer eventuell vorhandenen externen Gleichspannung. Ist eine Zusatzsiebung der Zwischenkreisspannung erforderlich, so ist 26z,b,d der Anschluß für den Minuspol externen Elektrolytkondensators. Eine externe Ballastschaltung kann hier ihrem Minuspol angeschlossen werden. Das Motorgehäuse ist hier mit zu verbinden.
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Seite 27: Leitungsführung
Leitungsführung Für einen störungsfreien Betrieb des Servoverstärkers ist eine sorgfältige Leitungsführung unerläßlich! Die Steuerleitung für den Servoverstärker, die Signalleitung des Motors und die Motorleitungen sind in getrennten Kabeln zu führen. Siehe auch „Maßnahmen zur EMV-gerechten Installation“. 3.3.1 Schutzleiter Power GND (ST1 26z,b,d) muß mit Schutzleiter verbunden sein. Steuerung und Verstärker müssen auf demselben Potential liegen. -
Seite 28: Steuer- Und Signalleitung Zwischen Übergeordneter Steuerung Und Verstärker
3.3.4 Steuer- und Signalleitung zwischen übergeordneter Steuerung und Ver- stärker Zur Vorgabe des Drehzahl-Sollwertes steht bei der übergeordneten Steuerung in der Regel ein Ausgang eines Digital/Analogwandlers Verfügung. Dieses Ausgangssignal üblicherweise Massebezug oder Bezug zu einer Referenzspannung. Der Eingang am Regler ist ein Differenzeingang mit Sollwert+ an 4d und Sollwert- an 4b. -
Seite 29: Anschlußbilder
Anschlußbilder 3.4.1 Minimalbeschaltung Abbildung 5: Anschlußbild (Minimalbeschaltung), ED0159C.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Seite 19 Abschnitt 2 Mai 2007 Baureihe TBF-R... -
Seite 30: Abbildung 6: Anschlußbild Tbf-R, Ed0160D
3.4.2 Anschlußbild Abbildung 6: Anschlußbild TBF-R, ED0160D.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Baureihe TBF-R Abschnitt 2 Mai 2007 Seite 20... -
Seite 31: Maßnahmen Zur Emv- Gerechten Installation
Maßnahmen zur EMV- gerechten Installation Bei Anwendung ”Elektrischer Antriebssysteme” im Wirtschaftsraum der Europäischen Gemeinschaft, müssen diese den CE- Richtlinien entsprechen. Dies sind je nach Produktart: • EMV- Richtlinien 89/336EWG(92,31) Entstör-Sicherheit (Antriebssystem inkl. Motor). • Niederspannungsrichtlinie 73/23EWG (93/68) Elektrische-Sicherheit (Antriebsyst., Motor). •... -
Seite 32: Inbetriebnahme
Inbetriebnahme Anschluß Wird der Servoregler zusammen mit einem unserer Motoren eingesetzt, ist der Anschluß problemlos. In 3.4 sind Anschlußbilder vorgeschlagen. Der Motor wird mit seinen Leistungskontakten U, V, W, Erde und Schirm angeschlossen wie es dort beschrieben ist. Auch die Resolver werden wie in 3.4 beschrieben, angeklemmt. Wird ein Fremdmotor zusammen mit dem Servoregler TBF betrieben, bieten wir an, die richtige Anschlußfolge für Sie zu ermitteln. -
Seite 33: Einschalten Und Einstellen
Einschalten und Einstellen 3.8.1 Vorgehensweise bis zur Reglerfreigabe Freigabeeingang auf logisch 0! Drehzahlsoll von 0V vorgeben! Steuerung und Reglerversorgung einschalten! Ist der Motor mit einer Bremse ausgestattet: Bremsen lüften! Freigabeeingang auf logisch 1! Falls der Motor schwingt, mit P3 durch links drehen das Schwingen beseitigen. 3.8.2 Verstärkungseinstellung des Drehzahlreglers Zur Verstärkungseinstellung muß... -
Seite 34: Einstellen Der Maximalen Motordrehzahl
Dauerstrom P2 auf der oben ermittelten Position belassen, P5 auf 5 Umdrehungen vom Linksanschlag bringen. Auch hier fährt man den Motor mit Schleichdrehzahl an einen mechanischen Anschlag und beläßt den Sollwert so am Regler, daß der Motor weiter in Richtung Anschlag laufen will. Dabei darf weder Endschalter aktiv sein noch I Nach Ablauf der Impulsstromphase wird der Strom selbsttätig auf den Dauerstrom, einstellbar an P5, reduziert. -
Seite 35: Optimierung Des Regelverhaltens
Optimierung des Regelverhaltens Verstärkungseinstellung der Stromregler Die Einstellung Wechselstromverstärkung der Stromregler erfolgt mit den Widerständen R25 (Standard 4,7kOhm) und R26 (Standard 4,7kOhm) (siehe Abbildung 17), wobei jeder Widerstand Teil eines Spannungsteilers ist. Kleinere Widerstandswerte erhöhen die Verstärkung. Hier muß selten eingegriffen werden. Werden aber Motoren mit hohem Wicklungswiderstand eingesetzt, kommt es bereits im Leerlauf zu einer starken Erwärmung des Motors, da der Wicklungswiderstand zusammen mit der Wicklungs-Induktivität zu hohen Blindströmen führt. -
Seite 36: Integralanteil Des Drehzahlreglers
Integralanteil des Drehzahlreglers Für den Integralanteil des Drehzahlreglers ist der Kondensator C27 zuständig (siehe Abbildung 16). Der Standardwert von C27 ist 220nF. Gleichspannungsverstärkung des Drehzahlreglers Zur Veränderung der statischen Steifigkeit ist der Widerstand R71 vorgesehen (siehe Abbildung 16). Mit größer werdendem Widerstandswert nimmt die Steifigkeit ab. Der Standardwert ist 330Ohm. -
Seite 37: Störungssuche
Störungssuche Grüne Leuchtdiode (Betr.) leuchtet nicht, Achse verfährt nicht, kein Haltemoment: • -15V oder +15V oder +5V durch externe Verbraucher überlastet oder kurzgeschlossen. • Sicherung S1 ist fehlerhaft. • Externe Sicherungen zum Leistungsteil defekt. Grüne Leuchtdiode (Betr.) leuchtet, Achse verfährt nicht, kein Haltemoment: •... - Seite 38 Rote Leuchtdiode (STÖR.) leuchtet: • Betriebsspannung zu hoch (8V ±0,4 an MP4). • Bremsenergie zu hoch (8V ±0,4 an MP4). • Thermoschalter hat ausgelöst, da Kühlkörpertemperatur >80° (7V ±0,4 an MP4). • Kurzschluß im Motor oder Masseschluß einer Motorleitung (9V ±0,4 an MP4). Motor dreht unkontrolliert hoch: •...
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Seite 39: Optionen
Optionen Ballastschaltung Eine Ballastschaltung ist dann nötig, wenn bei einem Bremsvorgang die vom Motor und der Last zurückgespeiste Energie größer ist als die Energie, die von den Sieb-Elkos aufgenommen werden kann, bis deren Maximal-Spannung erreicht wird. Das TBF60/5R kommt aufgrund des relativ großen Kondensators im Netzteil in den meisten Fällen ohne Ballastschaltung aus. -
Seite 40: Busplatinen
Busplatinen 6.2.1 Für 19"-Baugruppenträger (Bestellbezeichnung TBF/BUS-S) Steckerbelegung der Schraubklemmen: Int. Ab GND-REF Neg. Stop Sollwert- Pos. Stop Sollwert+ +15V Betr.Ber. 13 Freigabe Betr.Ber. 14 Ausgang Tacho Spur I- Spur I+ Spur A- Spur A+ Spur B+ Spur B- I ² t-Meldung +15V +15V I ext . -
Seite 41: Abbildung 9: Anschlußbild Tbf-R/Bus-S, Ed0161C
6.2.2 Anschlußbild TBF-R/BUS-S Abbildung 8: Anschlußbild TBF-R/BUS-S, ED0161C.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Seite 31 Abschnitt 2 Mai 2007 Baureihe TBF-R... -
Seite 42: Abbildung 10: Anschlußbild Tbf-R/Bus-W, Ed0087D
6.2.3 Anschlußbild TBF-R/BUS-W Abbildung 9: Anschlußbild TBF-R/BUS-W, ED0087D.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Baureihe TBF-R Abschnitt 2 Mai 2007 Seite 32... -
Seite 43: Steckerbelegung Für Wandmontage (Bestellbezeichnung: Tbf/Bus-W)
6.2.4 Steckerbelegung für Wandmontage (Bestellbezeichnung: TBF/BUS-W) Steckerbelegung der Schraubklemmen: Sollwert- Sollwert+ Ausgang Tacho Freigabe Betr.Ber. 14 Betr.Ber. 13 Pos Stop Neg.Stop -15V +15V I ² t-Meldung Int.Ab Spur B+ Spur A+ Spur I+ Spur B- Spur A- Spur I- Abbildung 10: Steckerbelegung- Wandmontage, TBFWB_MZ.* Motor U Spur I- Spur I+... -
Seite 44: Abbildung 12: Busplatine Tbf/Bus We, Buswe_Mz
6.2.5 Für Wandmontage bei erhöhten Anforderungen an die EMV (Bestellbezeichnung: TBF/BUS-WE) Steckerbelegung der Schraubklemmen: Die Busplatine TBF/BUS-WE hat die gleiche Belegung der Schraubklemmen wie die Busplatine TBF/BUS-W (siehe Abbildung 10). Abbildung 11: Busplatine TBF/BUS WE, BUSWE_MZ.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Baureihe TBF-R Abschnitt 2 Mai 2007 Seite 34... -
Seite 45: Anhang
ANHANG Masszeichnung 7.1.1 TBF60/5R 40,3 Abbildung 12: Maßzeichnung TBF60/5, TBF-MZ3.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Seite 35 Abschnitt 2 Mai 2007 Baureihe TBF-R... -
Seite 46: Abbildung 14: Maßzeichnung Tbf60/10, Tbf-Mz2
7.1.2 TBF60/10R Abbildung 13: Maßzeichnung TBF60/10, TBF-MZ2.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Baureihe TBF-R Abschnitt 2 Mai 2007 Seite 36... -
Seite 47: Abbildung 15: Maßzeichnung Tbf120/7, Tbf-Mz1
7.1.3 TBF 120/7R 128,5 80,8 Abbildung 14: Maßzeichnung TBF120/7, TBF-MZ1.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Seite 37 Abschnitt 2 Mai 2007 Baureihe TBF-R... -
Seite 48: Abbildung 16: Bestückung Oben, Tbf_Bcr2
7.1.4 Bestückungsplan TBF-R (Oberseite) Abbildung 15: Bestückung oben, TBF_BCR2.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Baureihe TBF-R Abschnitt 2 Mai 2007 Seite 38... -
Seite 49: Abbildung 17: Bestückung Unten, Tbf_Bsr2
7.1.5 Bestückungsplan (Unterseite) Abbildung 16: Bestückung unten, TBF_BSR2.* Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Seite 39 Abschnitt 2 Mai 2007 Baureihe TBF-R... -
Seite 50: Abbildung 18: Bestückung Oben, Fbk04/01
7.1.6 Bestückungsplan - Submodul Abbildung 17: Bestückung oben, FBK04/01 Baumappe\TBF\D_INA_TBF_R_*.* Inbetriebnahmeanleitung Baureihe TBF-R Abschnitt 2 Mai 2007 Seite 40...