Copley驱动器用户指南.docx

Copley驱动器总结
驱动器简介
Xenus提供三种版本的驱动器
版本
支持的反馈类型
标准版本
正交编码器
-S版
模拟正弦/余弦编码器
-R版
无刷解析器
-S和-R版本可以从模拟正弦/余弦编码器和无刷解析器中模拟出正交编码器的输出信号,我们的驱动器是XTL-230-40,输入标准版本,支持正交编码器。
驱动器可以以以下几种方式进行操作:
作为一个传统的电机驱动器,接受外部控制器发出的电流,速度和位置信号。
在电流和速度模式下,可以接受正负10V的模拟信号;占空比50%的PWM波,或者PWM/极性输入。
在位置模式下,输入可以是从步进电机控制器发出的位置增量命令(以脉冲方向格式或者递增递减计数格式)或者是从主编码器输出的A/B正交指令。
作为CANopen网络的一个网点。
网络的一个网点。
作为一个独立的控制器运行虚拟机上的程序,或者通过RS232串口运行ASCII码格式的指令。
电源:
型号
编码器类型
持续电流
峰值电流
电压
XTL-230-40
正交编码器
20A
40A
100-240V交流电
频率47-63HZ
另外还需要一个独立的+24V电源给内部控制电路供电,这个电源跟主电源隔离开来。这个设计保证了主电源断开,+24v电源不断开的时候,驱动器能保留位置信息和通信。
CME2
CME2是对驱动器进行配置和调试的软件,通过RS232串口连接电脑和驱动器。所有的配置驱动器的操作都可以通过这个软件完成。M文件,X文件。
驱动器操作
供电和接地图
电源
交流电压经过整流滤波输出直流驱动PWM逆变器。
+24V电源经过一个DC/DC变换器,产生控制电路所需的电压和一个+5V电源给HALL电路和编码器供电。
操作模式
控制环的嵌套和模式
驱动器可以使用最多三个嵌套的控制环,电流环、速度环、位置环在三种相关联的模式下控制电机
控制环图解
在位置模式下,驱动器用到了三个环。如上图所示,位置环驱动速度环,速度环驱动电流环。
在速度模式下,速度环驱动电流环,在电流模式下,电流环直接由外部或内部的电流指令驱动。
环路基本属性
这些环路和一般的伺服控制环路有一些相同的属性
环路属性
描述
命令输入
每个环路给定一个需要达到的值。例如,速度环接受一个速度指令,它是期望的电动机速度
限制
每个环路上都有限制,以保护电机或者机械系统
反馈
伺服控制环接受反馈。如位置环把电机的实际位置作为反馈。
增益
这些是伺服环路的数学方程中的常数值,通过这些值可以设置驱动器,提高驱动器的性能。调整这些值被称为环路整定。
输出
环路产生的控制信号。这个信号可以被用作命令信号输入到另一控制回路或输入到功率放大器中。
电流模式和电流环
电流环的前端是一个限制模块,限制模块接收一个电流指令,然后输出一个受到限制的电流,这个电流减去实际的电流,得到一个偏差信号,经过P,I调节得到一个指令,这个指令然后施加到驱动器的功率级。
电流环的输入
驱动器的模拟输入或者PWM输入
CANopen, , or RS-232 Serial输入
Copley虚拟运动控制程序
驱动器内部的函数发生器
偏移
在速度或者位置模式下,电流指令是由速度环产生的。
在某些应用中,会有一个持续的力作用于电机,最典型的是一个竖直的轴,受到一个恒定的重力作用,这个时候需要在电流指令中加一个偏移量。
限制
电流指令受到以下参数限制(可由用户设置)
限制
描述
峰值电流限制
驱动器在短时间内能产生的最大电流,这个值不能超过驱动器的额定峰值电流值(即40A)
持续电流限制
驱动器能产生的最大的持续电流
I2T时间限制
电机以最大电流运行的最大时间,超过此值必须减小电流到持续电流值,否则会产生错误
Ramp
电流指令的变化率
电流环输出
电流环的输出是一个指令,改变驱动器PWM输出级的占空比。
自动整定
CME2提供一个电流环的自动整定功能,能够自动调整P和I的值。
速度模式和速度环
速度环路图
速度环的限制模块接收一个速度指令,经过输入滤波器,输出一个经过限制的速度指令,这个指令减去实际的速度,得到偏差信号,经过P,I调节,在经过一个数字滤波器,得到一个电流指令,输入到电流环当中。
输入
速度模式下,速度指令输入可以是:
驱动器的模拟输入或者PWM输入
CANopen, , or RS-232 Serial.
Copley虚拟运动控制程序
驱动器内部函数发生器
在位置模式下,速度指令是由位置环产生的。
速度环限制
为了保护电机和机械系统,速度指令受到以下几个参数限制
限制
描述
速度限制
设置输入到速度环