安川伺服调试,很多人一上来就想改参数、接 PLC、发脉冲。
但现场真正应该先做的是:
主回路接线。
主回路接错,后面所有调试都没有意义。
轻则:
驱动器不上电。
电机不转。
一使能报警。
编码器报警。
过电流。
过电压。
抱闸不释放。
重则:
SERVOPACK 损坏。
电机损坏。
再生电阻烧坏。
设备撞机。
垂直轴下滑。
人员触电。
所以安川伺服接线,第一步不是 S-ON,也不是 PULSE/SIGN,而是把主电源、控制电源、电机线、编码器线、PE 接地、再生电阻和抱闸这些基础接对。
安川 Sigma-7S 产品手册中的系统接线示例包含电源、断路器、噪声滤波器、接触器、SERVOPACK 主回路线、电机主回路线、编码器线、外接再生电阻等部分;安川外围设备选型手册也把主回路线、电机电缆、编码器电缆、外接再生电阻电缆、抱闸用 24VDC 电源等列为相关配套内容。
这一篇就按现场接线顺序来讲。
安川伺服主回路,不能只理解成“三相电源”。
完整来说,它包括:
主电源。
控制电源。
SERVOPACK 主回路端子。
电机动力线。
编码器线。
PE 接地。
再生电阻或再生单元。
抱闸电源和抱闸控制。
断路器。
接触器。
噪声滤波器。
浪涌吸收。
必要的安全回路。
对初学者来说,可以先分成六大块:
第一,电源进驱动器。
第二,驱动器出线到电机。
第三,编码器反馈回驱动器。
第四,PE 接地和屏蔽。
第五,再生电阻处理减速能量。
第六,抱闸负责停机保持。
安川伺服不能只看“Σ-7”三个字。
接线前必须确认完整型号。
要看:
SGD7S。
SGD7W。
SGDXS。
SGDXT。
电源等级。
容量。
控制方式。
单轴还是双轴。
普通脉冲、MECHATROLINK 还是 EtherCAT。
不同型号的端子排、连接器、主回路接线方式、再生电阻接法都可能不同。
安川官方下载页中,SGD7S Analog / Pulse Train、SGD7S EtherCAT、SGD7S MECHATROLINK-III、SGD7W 等都有各自的产品手册;这说明具体接线必须按当前 SERVOPACK 的对应手册来做。
要看:
SGM7A。
SGM7J。
SGM7G。
SGM7P。
SGMXA。
SGMXJ。
功率。
额定转速。
编码器类型。
是否带抱闸。
轴端形式。
电机和 SERVOPACK 必须匹配。
不能只看功率相近就随便接。
要看:
电机动力线。
编码器线。
抱闸线。
再生电阻线。
通信线。
很多现场故障不是参数问题,而是线缆不匹配、插头没插好、屏蔽没处理好、动力线和编码器线混在一起。
主电源是给 SERVOPACK 功率部分供电的。
它最终负责:
驱动电机输出转矩。
带动负载运动。
承担加速、减速、运行过程中的功率需求。
常见主电源可能是:
单相 200V 级。
三相 200V 级。
三相 400V 级。
具体看 SERVOPACK 型号。
不要把 200V 级驱动器接到 400V。
不要把 400V 级驱动器按 200V 方式理解。
不要只凭经验接 R、S、T 或 L1、L2、L3。
安川 Sigma-7S 产品手册的示例图中,主电源侧包含断路器、噪声滤波器、接触器等外围元件,再进入 SERVOPACK 主回路;不同电源等级和型号要按对应手册接线。
主电源接线前,至少检查:
电压等级是否正确。
单相还是三相。
电源容量是否足够。
断路器容量是否合适。
接触器容量是否合适。
线径是否满足电流要求。
端子是否压紧。
有没有短路。
有没有接错到电机输出端。
接地是否可靠。
现场最危险的错误之一是:
把电源线接到电机输出端。
把电机线接到电源输入端。
把 400V 接到 200V 驱动器。
主回路线松动后带载运行。
这些都可能直接损坏 SERVOPACK。
有些安川 SERVOPACK 会区分主电源和控制电源。
控制电源负责:
控制板供电。
面板显示。
参数保存。
通信。
报警显示。
I/O 状态。
主电源负责:
电机功率输出。
所以现场可能出现:
面板亮。
SigmaWin+ 能连接。
但是电机不能运行。
这种情况不一定是驱动器坏,也可能是:
只有控制电源,没有主电源。
主接触器没吸合。
主回路断路器跳了。
主电源端子松了。
安全回路切断了主电源。
所以调试时要分清:
面板亮,不等于主电源正常。
一套规范的安川伺服主回路,一般不是电源线直接进驱动器。
常见顺序是:
电源。
断路器。
噪声滤波器。
电磁接触器。
SERVOPACK 主回路。
电机输出。
还可能包括:
浪涌吸收器。
制动单元。
再生电阻。
安全回路。
断路器用于过流和短路保护。
接触器用于主回路通断。
噪声滤波器用于抑制干扰。
接地用于安全和抗干扰。
安川 Sigma-7S 手册中的典型连接图也显示,电源侧会经过断路器、噪声滤波器、接触器后接入 SERVOPACK 主回路。
电机动力线是 SERVOPACK 输出到伺服电机的功率线。
常见为 U、V、W 三相输出,再加 PE 接地。
现场必须注意:
U/V/W 不要接到输入电源。
U/V/W 不要随便调换。
电机线端子要压紧。
电机线不能破皮。
电机线要远离编码器线。
动力线屏蔽和接地要按手册要求处理。
电机型号和驱动器要匹配。
方向反了,不建议通过调换 U/V/W 来处理。
伺服电机不是普通异步电机。
方向问题应该优先通过:
控制器方向逻辑。
脉冲方向设置。
安川参数。
机械正方向定义。
来处理。
随便调换 U/V/W,可能导致报警、抖动、过电流或控制异常。
电机动力线接错,可能出现:
一使能就报警。
一使能电机抖动。
电机不转。
过电流报警。
过载报警。
电机声音异常。
电机发热。
驱动器保护。
如果一给 S-ON 就报警,尤其要查:
U/V/W 是否接对。
电机线是否短路。
电机线是否对地。
电机型号是否匹配。
编码器线是否插好。
抱闸是否释放。
机械是否卡住。
不能只看报警号,也要结合发生时机。
编码器线是伺服系统的反馈线。
SERVOPACK 通过编码器知道:
电机当前位置。
电机速度。
电机方向。
是否跟上指令。
如果编码器线有问题,伺服就会“看不见电机”。
安川 Sigma-7S 产品手册中专门有编码器连接器 CN2 的针脚和编码器接线相关章节;手册也把 SERVOPACK 到编码器的连接作为伺服电机接线的重要部分。
编码器线要重点检查:
插头是否插到底。
锁扣是否锁紧。
针脚是否弯曲。
线缆是否压伤。
拖链里是否断股。
是否和动力线同槽。
屏蔽是否处理正确。
接地是否可靠。
线缆型号是否匹配。
编码器线是弱信号线,不要和电机动力线、变频器输出线、接触器主回路线长距离绑在一起。
编码器线异常可能导致:
上电编码器报警。
一使能报警。
运行中偶发报警。
低速抖动。
位置反馈跳动。
高速时突然报警。
拖链到某个位置才报警。
绝对值位置丢失。
尤其是偶发报警,很多时候不是参数问题,而是:
编码器线接触不良。
拖链内部断股。
插头松。
屏蔽接地不好。
编码器线被动力线干扰。
现场排查时,不要只静态测通断。
有些拖链线静止时正常,运动到某个位置才断。
PE 接地有两个作用:
第一,安全。
第二,抗干扰。
安川伺服系统里,SERVOPACK、伺服电机、电柜、屏蔽层都要按规范接地。
接地不好,可能出现:
编码器偶发报警。
脉冲丢失。
低速抖动。
通信不稳定。
SigmaWin+ 连接异常。
高速定位不准。
电机外壳有感应电。
干扰 PLC 输入。
不要把 PE 当成普通 0V。
也不要把屏蔽线随便剪掉。
主回路线、电机线、编码器线、脉冲线、通信线的屏蔽和接地,要按对应手册和电柜规范处理。
安川伺服接线,强弱电分开非常重要。
强电包括:
主电源线。
电机 U/V/W 动力线。
再生电阻线。
接触器主回路线。
变频器输出线。
弱电包括:
编码器线。
脉冲线。
方向线。
I/O 控制线。
模拟量线。
通信线。
原点和限位信号线。
强弱电不要长距离同槽并行。
如果必须交叉,尽量垂直交叉。
脉冲线和编码器线最好使用屏蔽双绞线,并远离电机动力线、变频器输出线和接触器。
伺服电机减速时,负载惯性会带动电机发电。
这部分能量会回到 SERVOPACK 的直流母线。
如果能量太大,母线电压升高,就可能出现过电压报警。
再生电阻的作用就是:
把减速回来的多余能量变成热量消耗掉。
常见需要关注再生电阻的场合:
大转盘。
高速送料。
频繁启停。
重载滑台。
垂直轴下降。
收放卷。
短时间急减速。
大惯量负载。
如果再生处理不够,常见现象是:
加速正常。
匀速正常。
一减速就报警。
急停时报过电压。
高速停止时报警。
再生电阻发热。
不同 SERVOPACK 的再生电阻端子和接法可能不同,不能凭经验乱接。
安川 Sigma-7W 相关产品手册提醒,外接再生电阻要按产品目录选择并正确接线,否则可能导致火灾或损坏再生电阻、SERVOPACK;Sigma-7S MECHATROLINK-II 手册的检索内容也提到,使用安川推荐的再生电阻单元时,部分参数如 Pn600、Pn603 可使用默认设置。
现场要确认:
当前 SERVOPACK 是否内置再生电阻。
是否需要外接再生电阻。
外接电阻接到哪个端子。
是否需要拆短接片。
阻值是否合适。
功率是否合适。
安装位置是否散热良好。
参数是否需要设置。
电阻表面是否有高温防护。
再生电阻工作时会发热,不要贴近易燃物。
很多初学者会把“制动电阻”和“抱闸”混淆。
要分清:
再生电阻处理减速能量。
抱闸负责停机保持位置。
再生电阻用于消耗电能。
抱闸是机械制动器。
例如垂直轴:
电机停止后,抱闸吸合,防止轴下滑。
垂直轴下降减速时,多余能量可能需要再生电阻消耗。
这两个功能完全不同,不能互相替代。
不能用抱闸当运行制动。
也不能指望再生电阻防止垂直轴掉落。
安川带抱闸电机,通常需要单独的抱闸电源和控制回路。
抱闸不是直接由电机 U/V/W 供电。
现场要确认:
电机是否带抱闸。
抱闸电压是多少。
抱闸电源容量是否足够。
抱闸线是否接对。
抱闸继电器容量是否合适。
是否有浪涌吸收。
抱闸释放和吸合时序是否正确。
安川外围设备选型手册中也提示,带抱闸伺服电机需要抱闸相关接线,并提到 24VDC 抱闸电源单元并非由 Yaskawa 提供。
所以现场不能以为“接好驱动器,抱闸就自动解决”。
抱闸回路要单独设计。
带抱闸轴,尤其是垂直 Z 轴,时序非常重要。
推荐理解:
第一,S-ON 有效。
第二,伺服建立保持力。
第三,释放抱闸。
第四,开始运动。
第五,运动停止并稳定。
第六,抱闸吸合。
第七,再撤 S-ON。
如果顺序错了,可能出现:
垂直轴下滑。
一使能嗡嗡响。
带闸运行。
过载报警。
位置偏差报警。
抱闸磨损。
电机发热。
尤其是垂直轴,不要先释放抱闸再 S-ON。
也不要运动还没停稳就让抱闸吸合。
第一次上电前,建议按这张表逐项检查。
SERVOPACK 型号。
电机型号。
容量是否匹配。
电源等级是否匹配。
控制方式是否匹配。
是否带抱闸。
是否需要再生电阻。
主电源电压。
控制电源电压。
单相还是三相。
断路器。
接触器。
线径。
端子压接。
电源相序和端子。
U/V/W。
PE。
电机线无破皮。
端子压紧。
没有和输入电源接反。
远离编码器线。
插头插牢。
锁扣锁紧。
针脚无弯曲。
线缆无压伤。
拖链弯曲半径合理。
远离动力线。
SERVOPACK PE。
电机 PE。
电柜接地。
屏蔽处理。
强弱电分开。
是否需要外接。
接线端子是否正确。
阻值和功率是否匹配。
散热是否良好。
参数是否正确。
电阻安装位置是否安全。
抱闸电压。
抱闸电源。
抱闸继电器。
释放时序。
垂直轴防坠。
急停有效。
限位有效。
机械无干涉。
轴不在危险位置。
人员远离运动区域。
第一次上电,不建议一上来就给 S-ON。
推荐顺序:
第一,确认急停有效。
第二,确认 S-ON 不会自动输出。
第三,确认 PLC 不会自动发脉冲。
第四,上控制电源。
第五,看 SERVOPACK 显示。
第六,看是否报警。
第七,用 SigmaWin+ 连接。
第八,读取并保存原参数。
第九,检查主电源条件。
第十,上主电源。
第十一,再看报警。
第十二,检查 I/O 状态。
第十三,确认 P-OT、N-OT、S-ON、ALM。
第十四,再准备低速 JOG。
不要一上电就自动运行。
可能原因:
控制电源没有。
断路器断开。
保险熔断。
端子松。
电源接错。
SERVOPACK 损坏。
排查:
测量控制电源端子。
检查断路器和保险。
检查接触器。
检查端子。
确认电源等级。
如果控制电源一上就报警,重点查:
编码器线。
电机和驱动器匹配。
参数异常。
绝对值编码器状态。
控制电源异常。
如果主电源一上就报警,重点查:
主电源电压。
主回路接线。
再生回路。
电源等级。
端子短路。
发生时机很重要。
S-ON 一给就报警,重点查:
U/V/W。
编码器线。
抱闸。
机械卡死。
电机和驱动器匹配。
刚性参数异常。
电机线对地或短路。
如果一使能就嗡嗡响,PANATERM 或 SigmaWin+ 里转矩很高,要优先查:
抱闸是否释放。
机械是否卡住。
联轴器是否偏心。
导轨丝杆是否卡滞。
如果设备加速、匀速都正常,但减速时报警,重点查再生。
可能原因:
减速时间太短。
负载惯量太大。
没有外接再生电阻。
再生电阻规格不合适。
再生电阻接线错误。
参数设置不对。
电源电压偏高。
处理:
加长减速时间。
降低最高速度。
检查再生电阻。
确认阻值和功率。
确认接线端子。
确认相关参数。
如果设备大部分时间正常,但偶发编码器报警,重点查:
编码器线。
插头。
拖链。
屏蔽。
接地。
线缆走向。
是否靠近动力线。
尤其是拖链轴,要让轴运动起来观察。
不要只在静止状态测线。
亲,可以给初学者记住这几句话:
电源看等级,电机看 U/V/W;
编码器看 CN2,接地看 PE;
减速过压看再生,垂直保持看抱闸;
面板亮不等于主电源正常,S-ON 前先查机械安全;
方向反了别换电机线,先查参数和控制逻辑。
安川伺服主回路接线,是整套调试的基础。
这一篇重点要记住:
主电源负责功率输出。
控制电源负责控制板和通信显示。
电机 U/V/W 不能和输入电源接反。
编码器线是伺服反馈的关键。
PE 接地关系到安全和抗干扰。
再生电阻处理减速能量。
抱闸负责停机保持位置。
强弱电必须分开布线。
第一次上电前必须逐项检查。
安川官方 Sigma-7 手册和外围设备资料中,主电源、断路器、滤波器、接触器、SERVOPACK 主回路线、电机线、编码器线、外接再生电阻、抱闸电源等都属于系统接线和外围设备选择的重要内容。
亲,最后记住一句话:
安川伺服主回路接线,先求安全,再求动作;主回路没有确认好,后面的 S-ON、脉冲、电子齿轮、SigmaWin+ 调试都不要急着做。
下一篇可以继续写:
安川伺服接线与调试教程第三篇:安川伺服控制端子接线,S-ON、ALM、COIN、P-OT、N-OT 怎么接