直流伺服电机控制实验指导书.docx

直流伺服控制系统实验

实验一 速度试运行 2
实验二 点动控制运行 5
实验三 位置控制模式实验 8
实验四 转速、转矩 控制实验 13
附录 关于参数 16

实验一 速度试运行

一、实验目的
通过本实验熟悉伺服驱动器参数设置基本操作方法，了解电机运行原理。
二、实验器件
挂箱NMEL-30-YJ-A 以及直流伺服电机一只
三、关于速度试运行：
内部指令控制，无需接收上位机指令
四、实验内容
速度试运行模式系统接线方式：
速度试运行模式参数一览
参数代码
参数名称
功能简介
P-4
电机控制模式
选择速度试运行控制模式。(设定值：4)

五、实验步骤：
1. 将NMEL-30-YJ-A 直流伺服挂箱与伺服电机相连接。UVW三相一一对应；连接航空插座线。
2. 确认接线无误后，上电。
3. 设置参数Pn-4为4 （速度试运行模式）
4. 保存当前的参数设置，然后重启。保存参数操作流程如下：
注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。
5. 打开伺服使能。
方法：通过接通信号SRV_ON 或者设置参数Pn-8 为100000.
6. 进入速度试运行。步骤如下图：

实验二 点动控制运行
一、 实验目的
通过本实验熟悉伺服驱动器参数设置基本操作方法，了解电机运行原理。
二、 实验器件
挂箱NMEL-30-YJ-A 以及直流伺服电机一只
三、 关于点动控制运行
内部指令控制，无需接收上位机指令
四、 实验内容
点动控制系统接线方式
图2-1点动（JOG）控制模式标准接线图
点动(JOG)控制模式参数一览
参数代码
参数名称
功能简介
P-4
电机控制模式
选择点动控制模式。(设定值：3)
P-8
上位机接口低6位端子取反控制
可对信号进行取反操作，打开伺服时能，节省外部接线。（设定值：100000）
P-41
JOG模式速度设置
设置JOG模式下电机的运行速度，默认值为1500，单位为rpm。

五、实验步骤：
1. 将NMEL-30-YJ-A 直流伺服挂箱与伺服电机相连接。UVW三相一一对应；连接航空插座线。
2. 确认接线无误后，上电。
3. 设置Pn4为3
4. 设置Pn41 的值，即点动模式下电机的运行速度。默认值为1500.
5. 保存当前的参数设置，然后重启。操作流程如下：
注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。
6. 打开伺服使能。
方法：通过接通信号SRV_ON 或者设置参数Pn-8 为100000.
7. 进入点动（JOG）模式运行。方法：
进入菜单

实验三 位置控制模式实验
一、 实验目的
通过本了解直流伺服位置控制基本原理，掌握通过PLC发出脉冲对直流伺服进行位置控制的方法
二、 实验器件
挂箱NMEL-30-YJ-A 以及直流伺服电机一只；挂箱GDJ-CPU-S-C-EH-YJ-A
三、 关于位置控制：
PLC指令脉冲输入： 指令/方向脉冲
四、实验内容
位置模式标准接线图：

图3-1 位置模式标准接线图
（一）PLC控制
脉冲由CPU224 晶体管主机发出，脉冲类型为PNP,故接线方式如下
实验步骤：
1. 将NMEL-30-YJ-A 直流伺服挂箱与伺服电机相连接。UVW三相一一对应；连接航空插座线。
2. 确认接线无误后，上电。
3. 设置Pn-4为2 （设置运行模式为位置控制模式）
4. 设置Pn-52为0 （设定伺服驱动器接收指令脉冲的类型为指令/方向脉冲型指令）
5. 设置Pn-53为0 (设定为0时，电机按方向指令运行；设定为1时，电机按与方向指令相反的方向运行)
6. 设置PN48=1000 ; PN49=2048 (此2参数为电子齿轮比) 当脉冲频率达到100kHz时，电机转速达到3000转/分钟

SM42-003-35DCB 编码器分辨率为4096
P49=20; P48=10
VD100=100kHz SPD=2930
VD100=50kHz SPD=1465
P49=2048; P48=1000
VD100=100kHz SPD=3000
VD100=50kHz SPD=1500
7. 保存当前的参数设置，然后重启。操作流程如下：
注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。
8. 接线。
按如下图进行接线。脉冲给定可以是挂箱上两路脉冲，也可以是上位机发出的脉冲。
如果PLC发脉冲，按如下接线：

9. 检查接线无误后再次上电。
10. 下载程序到PLC. 在程序监控中将VD100赋值，然后按启动（I0.0启动信号）。
11. 打开伺服使能。
方法：通过接通信号Servo_En 或者设置参数Pn-8 为100000.
12. 电机按照脉冲给定的速度运行。

（二）挂箱脉冲控制
脉冲由NMEL-30-YJ-A挂箱左下部分产生，该脉冲类型为NPN，故接线方式如下
注：由于挂箱上脉冲发生器部分电压为5V，故无需接上图的限流电阻。
实验步骤：
1. 将NMEL-30-YJ-A 直流伺服挂箱与伺服电机相连接。UVW三相一一对应；连接航空插座线。
2. 确认接线无误后，上电。
3. 设置Pn-4为2 （设置运行模式为位置控制模式）
4. 设置Pn-52为0 （设定伺服驱动器接收指令脉冲的类型为指令/方向脉冲型指令）
5. 设置Pn-53为0 (设定为0时，电机按方向指令运行；设定为1时，电机按与方向指令相反的方向运行)
6. 设置PN48=1000 ; PN49=2048 (此2参数为电子齿轮比) 当脉冲频率达到100kHz时，电机转速达到3000转/分钟

SM42-003-35DCB 编码器分辨率为4096
P49=20; P48=10
VD100=100kHz SPD=2930
VD100=50kHz SPD=1465
P49=2048; P48=1000
VD100=100kHz SPD=3000
VD100=50kHz SPD=1500
7. 保存当前的参数设置，然后重启。操作流程如下：
注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。
8. 接线。
按如下图进行接线
9. 检查接线无误后再次上电。
10. 打开伺服使能。
方法：通过接通信号Servo_En 或者设置参数Pn-8 为100000.
11. 电机按照脉冲给定的速度运行。

实验四 转速、转矩 控制实验
一、 实验目的
通过本实验了解直流伺服转速/转矩控制基本原理，掌握控制的方法
二、 实验器件
挂箱NMEL-30-YJ-A 以及直流伺服电机一只
三、关于位置控制：
±10V模拟量输入，可控制转速和转矩
四、实验内容
速度-转矩模式接线图
图4-1 速度-转矩模式标准接线图

四、 实验步骤：
1. 将NMEL-30-YJ-A 直流伺服挂箱与伺服电机相连接。UVW三相一一对应；连接航空插座线。
2. 确认接线无误后，上电。
3. 设置PN-4为1 （设置控制模式为速度-转矩控制模式）
4. 设置PN-40为1 （设置接收速度指令类型为模拟量）
5. 设置PN-18的值，根据需要设置。模拟量指令增益，即模拟量电压与电机转速的比例关系。
设定增益值=(最大电压值/最大转速指令)×30000
缺省值为100，即输入10V电压产生3000rpm转速
6. PN-20 设定模拟量指令方向。默认为0
7. 设置PN34和PN35 可设定加减速时间。默认为0
8. PN27为2. 设定转矩指令类型为模拟量。
9. 根据需要设置PN15 设置模拟量指令增益。即电压与转矩的比例关系。
该参数用于设定模拟量电压与转矩指令的比例关系，电压范围为-10V~+10V。
设定增益值=(最大电压值/最大转矩百分比)×10。缺省值为100，即输入10V电压产生100%的额定转矩。
10. 保存当前的参数设置，然后重启。操作流程如下：
注意事项：如果不保存或备份参数列表，驱动器断电后参数将丢失。

11. 断电情况下进行接线，接入模拟量。如果是转速控制，-10V~+10V加在两个端子上；如果是转矩控制，模拟量加在之间。AGND 端子接地

12. 确认接线无误后，上电，打开伺服使能。
13. 发送模拟量，使电机运转起来。

附录 关于参数
如果电机与伺服驱动器参数不匹配，显示屏上会报ERR.3的错误。解决方法：重新下载参数。操作步骤如下：
此软件附带在光盘中，为博美德伺服软件。伺服配一根与PC机通信的通信线，如图所示：

接线完成后，上电，打开软件，界面如下所示：

点击COM 选择与电脑连接的COM口（COM1/COM2/COM3/COM4中选一个），选择后弹出对话框 内容为 与伺服连接成功。表示已通信上。
第二步： 点击File 选择 Parameters Download 选项，弹出选择需要下载的参数文件，选择“20130823.par”文件，点击确定，进行参数下载。下载完成后 重启伺服驱动器。继续进行实验。

此软件与参数文件会附在光盘中。