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2.96 TECHNISCHE BESCHREIBUNG PULSBREITENMODULIERTER 4-QUADRANTEN SERVOREGLER Baureihe TBF-R Für elektronisch kommutierte Servomotoren mit Resolver...
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Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ Wichtig! Bitte unbedingt vor der Inbetriebnahme die Technische Beschreibung lesen. Gerät vor aggressiven und elektrisch leitfähigen Medien schützen. Diese könnten zu Fehlfunktionen oder zur Zerstörung führen. Keine spannungsführenden Teile berühren. Lebensgefahr! Einbau, Anschluß und Inbetriebnahme nur durch einen ...
Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ 1. Technische Beschreibung 1.1 Allgemeines Regler Baureihe (= Resolver) dienen als Servoregler der Drehzahlregelung von bürstenlosen Servomotoren. Aus den Signalen des am Motor angebauten Resolvers gewinnen sie die Information für die Sinus-Kommutierung Motors für Drehzahlrückmeldung. Zusätzlich werden Inkrementalgebersignale aus diesen Signalen emuliert.
Seite 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ 1.2 Technische Daten Februar 1996 Baureihe TBF60/5R TBF60/8R TBF120/7R Nennspannung 60 V 120 V Nennstrom (I Impulsstrom 15 A 20 A 18 A Zwischenkreisspannung max. 85 VDC 85 VDC 170 VDC min. 25 VDC 25 VDC 70 VDC Empfohlene Trafospannung...
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Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ Bestromungslogik die Kommutierung des bürstenlosen DC-Motors. Der Signalflußplan dieser Funktionsgruppen ist in folgender Abbildung dargestellt. Stromregler Drehzahlregler soll Bestromungs- steuerung Resolver Aufbereitung Drehzahlregelkreis besteht Drehzahlregler, Stromkreis, Motor Drehzahlerfassung. Der Drehzahlsollwert wird von außen vorgegeben, z.B. durch Potentiometer, NC-Steuerung o.ä.
Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ 1.5 Funktionsbeschreibung Die Funktionsbeschreibung der Verstärker erfolgt anhand des Blockschaltbildes in 1.4 a) Spannungsversorgung * Leistungsteil: Die Gleichrichtung und Siebung bildet aus der AC-Spannungsversorgung die zum Betrieb der Endstufe benötigte Gleichspannung (Zwischenkreisspannung U ). Diese Zwischenkreisspannung kann auch als Gleichspannung direkt eingespeist werden.
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Seite 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ * Bestromungssteuerung und Stromregler Wie im Blockschaltbild dargestellt, muß zur Bildung der eigentlichen Stromsollwerte für den Stromregler des U-Leiterstromes und des V-Leiterstromes zunächst die Bestromungssteuerung durchlaufen werden. Darin wird Sollstrom Drehzahlreglerausgangs (Leitstrom) in Abhängigkeit von Signalen des Resolvers in zwei um 120°...
Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ 1.6 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 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ Übersicht der Einstellmöglichkeiten und Anzeigen A. Die Leuchtdioden LED 1 (grün) : Zeigt die Betriebsbereitschaft des Gerätes an; leuchtet auch bei "Disable" geschaltetem Verstärker LED 2 (gelb) : I²T - Strombegrenzung ist im Eingriff LED 3 (rot) : Störung (Überstrom, -spannung, -temperatur) LED 4 (gelb):...
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Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ Wie JP3, jedoch mit Wertung 40 KHz Wie JP3, jedoch mit Wertung 20 KHz Wie JP3, jedoch mit Wertung 10 KHz Spannungsbereich der Rotorlagegebereingänge (nur bei Gebern, die abweichend von den üblichen Open Collector Ausgängen aktive Ausgänge haben).
Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ Erläuterung der Anschlußbelegung Stecker 1 (F48) Integral Abschaltung An diesem Eingang kann durch Aufschalten eines High-Signals (15-30 V) der Integralanteil des Drehzahlreglers abgeschaltet werden. Das kann z.B. bei Positionieraufgaben nützlich sein. Bei offenem oder auf Masse gelegtem Eingang ist der Integralanteil aktiv.
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Seite 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ Dieser Betrieb ist auf eine Spannung von +15V bis +30V zu legen, bei offenem Eingang ist der Motor stromlos. Wie in Kapitel 1.5 gilt: Die Freigabe des Motors ist ausschließlich bei betriebsbereitem Gerät (grüne LED leuchtet) möglich. Dies verhindert, daß der Motor bei Anlegen der Betriebsspannung an den Verstärker und anliegendem Enable-Signal unkontrolliert losläuft.
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Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ -15V Versorgung für externe Verbraucher. Belastbarkeit -10 mA. +15 V +15V Versorgung für externe Verbraucher. Belastbarkeit +10 mA. 20z,b,d Pluspol des Gleichstromzwischenkreises. Hier kann der Pluspol einer eventuell vorhandenen externen Gleichspannung unter Umgehung internen Gleichrichters eingespeist werden. Ist eine Zusatzsiebung der Zwischenkreisspannung nötig, so wird der Pluspol des externen Elektrolytkondensators hier angeschlossen.
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Seite 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ b) Stecker 2 (D-SUB/9-pol/Buchse) 1 S4-Resolver Eingang für das Statorsignal S4 eines zweipoligen Resolvers. Der Resolver muß ein zweipoliger Transmittertyp mit einer Übersetzung von 0,5 sein. Die Eingangsspannung des Rotors soll 7 V bei 10 KHz sein. 2 S2-Resolver Eingang für das Statorsignal S2 eines zweipoligen Resolvers.
Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ Leitungsführung Für einen störungsfreien Betrieb des Servoverstärkers ist eine sorgfältige Leitungsführung unerläßlich! Steuerung und Verstärker müssen auf dem selben Potential liegen (meist Erdpotential). Die Potentialgleichheit muß durch eine einzelne Verbindung zwischen Steuerung und Verstärker (St1 26z,b,d) hergestellt werden. Diese Verbindung muß durch eine genügend starke Leitung erfolgen.
Seite 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ Anschlußbild (Vorschlag für BB-Motoren mit Resolver)
Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ Inbetriebnahme Voreinstellungen Bei der Geräte-Endkontrolle werden alle einstellbaren Parameter werkseitig justiert, so daß die Inbetriebnahme problemlos ist. Dabei ist vorausgesetzt, daß die oben beschriebene Justage des Resolvers und die Sicherstellung der richtigen Anschlußfolge des Motors an einem Vergleichsstück erfolgt ist. Um eventuelle Schäden an Motor und Maschine auszuschließen, wie sie z.B.
Einstellen der maximalen Motordrehzahl Der Verstärker ist werkseitig auf eine Motordrehzahl n = 3000 bei 10 V Eingangsspannung für die BB-Motoren eingestellt. Um die maximale Motordrehzahl zu verringern, ist das Eingangspoti nach links zu drehen, zur Erhöhung nach rechts. Offsetabgleich des Drehzahlreglers Der Offsetabgleich ist bei betriebsarmem Gerät durchzuführen.
Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ Optimierung des Regelverhaltens Wechselstromverstärkung der Stromregler Die Einstellung Wechselstromverstärkung der Stromregler erfolgt mit den Widerständen R25 (Standard 4,7 kOhm) und R26 (Standard 4,7 kOHm)(siehe Anhang), wobei jeder Widerstand Teil eines Spannungsteilers ist. Man kann in der Erprobungsphase die Festwiderstände durch Potis ersetzen (25 kOhm) und in der Serie dann die als optimal ermittelten Werte durch Festwiderstände realisieren.
Seite 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ Differentialanteil in der Tachorückführung Durch Einfügen eines standardmäßig nicht bestückten Widerstandes (R80) und eines Kondensators (C25) kann für spezielle Anforderungen an die Regelung der Tachorückführung ein Differentialverhalten gegeben werden.
Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ Störungssuche Grüne Leuchtdiode (LED 1) leuchtet nicht, Achse verfährt nicht, kein Haltemoment: - Sicherung S1 ist fehlerhaft - Externe Sicherungen zum Leistungsteil defekt Grüne Leuchtdiode (LED 1) leuchtet, Achse verfährt nicht, kein Haltemoment: - Unterbrechung der Motorzuleitungen - Endstufenfreigabe (Enable) fehlt - Endstufenfreigabe nicht bei betriebsbereitem Gerät erfolgt Achse verfährt nicht, Motor hat Vorzugsstellungen, die bei manueller Auslenkung...
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Seite 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ Motor dreht unkontrolliert hoch: - Resolver verpolt oder falsch justiert - Motor verpolt Drehzahl ist zu niedrig: - Drehzahlsollwerte sind zu weit abgeschwächt - Betriebsspannung ist zu niedrig - angetriebene Last ist zu groß bzw. die Strombegrenzung ist zu niedrig eingestellt Motor hat einen unruhigen Lauf: - Wechselspannungsverstärkung ist zu groß...
Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ 6. Optionen 6.1 Ballastschaltung Eine Ballastschaltung ist dann nötig, wenn die vom Motor und der Last zurückgespeiste Energie größer ist als die Energie, die in den Sieb-Elkos gespeichert werden kann. Dies ist der Fall, wenn die in der Last gespeicherte Bewegungsenergie während eines Bremsvorgangs durch den Verstärker aufgenommen werden muß.
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Seite 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ 6.2 Busplatinen a) Für 19"-Baugruppenträger (Bestellbezeichnung TBF/BUS): Steckerbelegung der Schraubklemmen: Int.Ab Neg.Stop Pos. Stop + 5 V Betr.Ber. 13 Betr.Ber. 14 Spur /0 Spur /A Spur /B Power GND Motor W Motor V Motor U...
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Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ GND ref + Sollwert – Sollwert + 15 V Freigabe Ausgang Tacho Spur 0 Spur A Spur B I 2 t-Meldung + 15 V + 15 V – 15 V Power GND Power GND Power GND Power GND b) Für Wandmontage (Bestellbezeichnung: TBF/BUS-W) Steckerbelegung der Schraubklemmen:...
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Seite 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ + Sollwert Motor U Freigabe Motor V Motor W + 15 V Int.Ab Spur A Spur /A Power GND – Sollwert Spur /0 Betr.Ber. 14 Spur /B Pos Stop Spur /A power GND (Motor Masse) + 5 volts Spur B power GND...
Seite 2 Technische Beschreibung TBF-R ____________________________________________________________________________________ 3) Bestückungsplan (Unterseite)
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Technische Beschreibung TBF-R Seite ____________________________________________________________________________________ Classification of Motor Signals Phase position of signals with correct connection: RLG U (12z) RLG V (14z) RLG W (10z) Tachometer against MP (4z) Tacho U (14b) Tacho V (10b) Tacho W (12b) V to U (30 to 32) (Ground to V testpoint to U) W to V (28 to 30)