maxon motor maxon motor control 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 Sach-Nr: Bedienungsanleitung Ausgabe April 2006

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1 maxon motor maxon motor control 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 Sach-Nr: Bedienungsanleitung Ausgabe April 2006 Der DEC 70/10 (Digital EC Controller) ist ein kompakter 4-Quadranten-Verstärker zur Ansteuerung von elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren mit einer Leistung von bis zu 700 Watt. Der bürstenlose Motor muss mit Hallsensoren ausgerüstet sein. Es wird somit kein zusätzlicher Encoder benötigt. Der 4-Q-Betrieb ermöglicht ein kontrolliertes Beschleunigen und Abbremsen der Motorwelle, mit einem gegenüber 1-Q-Verstärkern signifikant besseren Regelverhalten. Per DIP-Schalter können folgende drei Betriebsarten ausgewählt werden: Hall-Sensoren-Drehzahlregler (Drehzahl > min -1 ) Spannungssteller mit IxR Kompensation Stromregler (Drehmomentregler) Zum Einstellen des Sollwertes bieten sich folgende Möglichkeiten: Analoge Sollwertvorgabe +/- 10 V zur direkten Ansteuerung, beispielsweise mit SPS Vorgabe zweier Sollwerte mittels interner Potentiometer Durch den grossen Eingangsspannungsbereich von VDC zeigt sich die DEC 70/10 sehr flexibel in Kombination mit verschiedensten Speisungen. Das kompakte Aluminiumgehäuse und die trennbaren Schraubklemmen erlauben eine einfach Montage. Inhaltsverzeichnis 1 Sicherheitshinweise Technische Daten Minimalverdrahtung Inbetriebnahme Funktionsbeschreibung der Ein- und Ausgänge Zusätzliche Einstellmöglichkeiten Einschränkungen im Drehzahlreglerbetrieb Funktionsbeschreibung der Schalter (Übersicht) Funktionen der Potentiometer (Übersicht) Betriebszustandsanzeige Externe Motordrosseln EMV-gerechte Installation Blockschaltbild Massbild Ersatzteilliste...36 Diese Bedienungsanleitung steht im Internet als PDF-Datei unter in der Rubrik «Service & Downloads», Sachnummer zur Verfügung.

2 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung 1 Sicherheitshinweise Fachpersonal Die Installation und Inbetriebnahme darf nur von geeignet ausgebildetem Fachpersonal vorgenommen werden. Gesetzliche Vorschriften Der Anwender muss sicherstellen, dass der Verstärker und die dazugehörigen Komponenten nach den örtlichen gesetzlichen Vorschriften montiert und angeschlossen werden. Last abkoppeln Für eine Erstinbetriebnahme soll der Motor grundsätzlich freilaufend, also mit abgekoppelter Last betrieben werden. Zusätzliche Sicherheitseinrichtungen Elektronische Geräte sind nicht grundsätzlich ausfallsicher. Maschinen und Anlagen sind deshalb mit geräteunabhängigen Überwachungsund Sicherheitseinrichtungen zu versehen. Es muss sichergestellt sein, dass nach Ausfall der Geräte, bei Fehlbedienung, bei Ausfall der Regel- und Steuereinheit, bei Kabelbruch usw. der Antrieb bzw. die gesamte Anlage in einen sicheren Betriebszustand geführt wird. Reparaturen Reparaturen dürfen nur von autorisierten Stellen oder beim Hersteller durchgeführt werden. Durch unbefugtes Öffnen und unsachgemässe Reparaturen können erhebliche Gefahren für den Benutzer entstehen. Lebensgefahr Achten Sie darauf, dass während der Installation des DEC 70/10 alle betroffenen Anlageteile stromlos sind! Nach dem Einschalten keine spannungsführenden Teile berühren! Max. Betriebsspannung Die angeschlossene Betriebsspannung darf nur im Bereich zwischen 10 und 70 VDC liegen. Spannungen über 80 VDC oder das Vertauschen der Pole zerstören die Einheit. Kurzschluss und Erdschluss Der Verstärker ist nicht geschützt gegen Kurzschluss der Motoranschlüsse mit Erde oder Gnd! Motordrossel Um eine Überhitzung der internen Motordrosseln bei grossem Dauerbelastungsstrom, hoher Versorgungsspannung und niederinduktiven Motoren zu vermeiden, ist gegebenenfalls zusätzlich eine externe 3-phasige Motordrossel notwendig. (siehe Kapitel 11 Externe Motordrosseln) Elektrostatisch gefährdete Bauelemente (EGB) 2 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

3 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 2 Technische Daten 2.1 Elektrische Daten Betriebsspannung V CC (Restwelligkeit <5%) VDC Max. Ausgangsspannung V CC Ausgangsstrom dauernd I cont...10 A Max. Ausgangsstrom I max...20 A Taktfrequenz der Endstufe khz Max. Wirkungsgrad % Kleinsignal-Bandbreite Stromregler Hz Max. Drehzahl (Motor mit 1 Polpaar) min -1 Interne Motordrossel pro Phase µh / 10 A 2.2 Eingänge 2.3 Ausgänge Sollwert «Set value»... Analogeingang V (R i = 132 kω) Auflösung: 1024 Stufen Freischaltung «Enable» VDC, (R i = 33 kω) «STOP» VDC, (R i = 33 kω) «Digital IN» VDC, (R i = 33 kω) Hall-Sensor-Signale...«Hall sensor 1», «Hall sensor 2», «Hall sensor 3» «Monitor n» oder «Monitor I» V (R o = 1 kω, f g = 400 Hz) Überwachungsmeldung «Ready»...(Open Collector) max. 30 VDC (I L < 20 ma ) 2.4 Spannungsausgänge 2.5 Motoranschlüsse 2.6 Einstellregler Speisung Hall-Sensoren «V CC Hall»...+5 VDC, max. 30 ma Hilfsspannungen VDC, max. 4 ma (R 0 =500 Ω) -12 VDC, max. 2 ma (R 0 =1 kω) Motorwicklungen...«Motor winding 1», «Motor winding 2», «Motor winding 3» n max, Offset, Ramp, I max, n gain, I gain 2.7 Temperatur- / Feuchtigkeitsbereich Betrieb C Lagerung C nicht kondensierend % 2.8 Anzeige 2 Farb-LED... READY / ERROR grün = READY, rot = ERROR 2.9 Schutzfunktionen 2.10 Mechanische Daten Thermische Überwachung der Endstufe...T > 115 C Dynamische Strombegrenzung...I max = 2 I cont wird nach 2 s auf I cont begrenzt Unter- / Überspannungsüberwachung... schaltet aus falls V CC < 9.4 V oder V CC > 77 V Gewicht... ca. 400 g Abmessungen...gemäss Massbild, Kapitel 14 Befestigungsflansch...für M3 Schrauben Lochabstand...gemäss Massbild, Kapitel 14 Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 3

4 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung 2.11 Anschlüsse Power...steckbare Leiterplatten-Klemme 6 polig Rastermass...5 mm Geeignet für Kabelquerschnitt...AWG mm 2 feindrähtig oder mm 2 eindrähtig Hall sensor...steckbare Leiterplatten-Klemme 6 polig Rastermass mm Geeignet für Kabelquerschnitt...AWG mm 2 feindrähtig oder mm 2 eindrähtig Signals...steckbare Leiterplatten-Klemme10 polig Rastermass mm Geeignet für Kabelquerschnitt...AWG mm 2 feindrähtig oder mm 2 eindrähtig 4 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

5 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 3 Minimalverdrahtung 3.1 Spannungssteller mit IxR Kompensation Bild 1: Minimalverdrahtung Spannungssteller mit IxR Kompensation Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 5

6 4-Q-EC Verstärker DEC 70/ Drehzahlregler maxon motor Bedienungsanleitung Bild 2: Minimalverdrahtung Drehzahlregler 6 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

7 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/ Stromregler Bild 3: Minimalverdrahtung Stromregler Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 7

8 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung 4 Inbetriebnahme 4.1 Auslegung der Stromversorgung Sie können jede beliebige Stromversorgung verwenden, sofern sie die untenstehenden Minimalanforderungen erfüllt. Wir empfehlen während der Inbetriebnahme und dem Abgleich den Motor mechanisch von der Maschine zu trennen, um Schäden durch unkontrollierte Bewegungen zu verhindern! Anforderung an die Stromversorgung: Ausgangsspannung Restwelligkeit < 5 % V CC min. 10 VDC; V CC max. 70 VDC Ausgangsstrom je nach Last, dauernd max. 10 A, kurzzeitig max. 20 A Die erforderliche Spannung kann wie folgt errechnet werden: Gegeben Betriebsdrehmoment M B [mnm] Betriebsdrehzahl n B [min -1 ] Nennspannung des Motors U N [V] Leerlaufdrehzahl des Motors bei U N, n 0 [min -1 ] Kennliniensteigung des Motors n/ M [min -1 mnm -1 ] Gesucht Versorgungsspannung V CC [V] Lösung U N n 1 VCC = nb + M B + 1 n M [ V ] Wählen Sie nun eine Spannungsversorgung, welche mindestens die errechnete Spannung unter Last abgibt. In der Formel ist der maximale PWM-Anteil von 90% und ein Spannungsabfall an der Endstufe von max. 1 V eingerechnet. Welche Drehzahl kann mit meiner Speisung erreicht werden? n0 n B 0.9 CC 5 U N n M ( V 1. [ V ]) M = B Beachte Im Bremsbetrieb muss die Stromversorgung die zurückgespeiste Energie puffern können (zum Beispiel in einem Ladekondensator). Bei elektronisch stabilisierten Netzgeräten ist darauf zu achten, dass die Überstromsicherung in keinem Betriebszustand anspricht. 8 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

9 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/ Abgleich Grundeinstellung Mit der Grundeinstellung befinden sich die Bedienelemente in einer vorteilhaften Ausgangslage für die nachfolgenden Abgleichschritte. 1. Alle DIP Schalter S1 S8 in OFF-Stellung. 2. Alle Potentiometer P1 P5 auf 50 % einstellen. 3. Wahl der Betriebsart Beschreibung der Betriebsarten Diese Kurzübersicht hilft bei der Vorauswahl der für die Anwendung am besten geeigneten Betriebsart. a) Spannungssteller mit IxR Kompensation Dem Motor wird eine Spannung zugeführt, die dem angelegten Drehzahlsollwert proportional ist. Bei zunehmender Belastung des Motors würde die Drehzahl absinken. Die Kompensationsschaltung erhöht die Ausgangsspannung mit steigendem Motorstrom. Die Kompensation muss auf den Anschlusswiderstand des Motors eingestellt werden. Die Grösse dieses Widerstandes ist temperaturund belastungsabhängig. Mit dieser Betriebsart wird eine Präzision im Prozentbereich erreicht. Der DEC 70/10 eignet sich in dieser Betriebsart speziell auch für Drehzahlen kleiner 1000 min -1 (Drehzahlbereich von 0 min -1 bis zur Maximaldrehzahl). Details zur Einstellung in Kapitel b) Hall-Sensor-Drehzahlregler Die Aufgabe des Drehzahlreglers besteht darin, eine vorgegebene Drehzahl möglichst konstant und unabhängig von Belastungswechseln am Motor einzuhalten. Um dies zu erreichen, wird in der Regelelektronik des Verstärkers fortlaufend der Sollwert mit dem Istwert verglichen. Die Ermittlung der Ist-Drehzahl erfolgt mit drei im Motor eingebauten Hall-Sensoren. Um eine gute Regelperformance zu erreichen ist die Minimaldrehzahl auf 1000 min -1 begrenzt (Drehzahlbereich von 1000 min -1 bis zur Maximaldrehzahl). Im angegebenen Drehzahlbereich erreicht der Regler eine Präzision kleiner als ein Prozent, welche somit erheblich genauer als im Spannungsstellerbetrieb ist. Details zur Einstellung in Kapitel c) Stromregler (Drehmomentregler) Der Stromregler führt dem Motor einen zum Sollwert proportionalen Strom zu. Somit verhält sich auch das Motordrehmoment proportional zum Sollwert. Der Stromregler verbessert auch die Dynamik eines übergeordneten Positions- oder Drehzahl-Regelkreises. Details zur Einstellung in Kapitel Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 9

10 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung Spannungssteller mit IxR Kompensation Einstellen geeigneter Werte der Bedienelemente zur benutzerspezifischen Anwendung. Vorgehen: Alle Schritte müssen in der vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt werden! 1. Für die Betriebsart «Spannungssteller mit IxR Kompensation» DIP Schalter S3 in OFF Position stellen Betriebsart S3 OFF: Spannungssteller mit IxR Kompensation 2. Entsprechend der gewünschten Sollwertvorgabe-Variante DIP Schalter S1 auf intern oder extern stellen. Sollwertvorgabe-Variante S1 OFF: Externe Sollwertvorgabe S1 ON: Interne Sollwertvorgabe 3. Passend zum Motorwiderstand mit DIP Schalter S7 den gewünschten Widerstandsbereich zur IxR Kompensation wählen (Entspricht Zeile 10 im maxon Katalog). Widerstandsbereich S7 OFF: 0 1 Ω S7 ON: 0 5 Ω 4. Potentiometer P5 IxR auf minimale Kompensation stellen IxR Kompensation P5 auf 0 % (CCW Anschlag): Minimale IxR Kompensation 5. Mit DIP Schalter S4 und S5 kann der Spannungsbereich der IxR Kompensation ausgewählt werden. Diese Einstellung beeinflusst gleichzeitig das Beschleunigungs- und Bremsverhalten. Motor-Spannungsbereich S4 OFF und S5 OFF: 16 V S4 ON und S5 OFF: 32 V S4 OFF und S5 ON: 48 V S4 ON und S5 ON: 64 V 10 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

11 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 6. Einstellen der Beschleunigungs- und Bremsrampe der Motorspannung mit Potentiometer P3 Ramp (Zeit von 0 Volt bis zur Maximalausgabespannung) Beschleunigungs- und Bremsrampe Die Rampenzeit im Bereich von s kann mit Potentiometer P3 linear eingestellt werden. Grundeinstellung: 5 s (siehe auch Kapitel 6.1) 7. Mit DIP Schalter S8 den gewünschten Strombegrenzungsmodus wählen. Strombegrenzungsmodus S8 OFF: I t Strombegrenzung aktiv (Grundeinstellung) S8 ON: Maximale Strombegrenzung aktiv Zusätzliche Informationen zur Strombegrenzung sind unter Kapitel 6.2 zu finden. 8. Einstellen von Potentiometer P4 l cont auf den gewünschten Strombegrenzungswert. Strombegrenzungswert Der Strom I cont im Bereich von 2 10 A wird mit Potentiometer P4 linear eingestellt. Grundeinstellung: 5 A Wichtig: Der Begrenzungswert von I cont sollte unter dem maximalen Dauerbelastungsstrom gemäss dem Motordatenblatt liegen (Entspricht Zeile 6 im maxon Katalog) 9. Unter Berücksichtigung der gewählten Sollwertvorgabe-Variante in Punkt 2 den Motor gemäss Minimalverdrahtung (siehe Kapitel 3.1) verdrahten. 10. Einstellen des gewünschten Sollwertes Externe Sollwertvorgabe Interne Sollwertvorgabe Einstellvorgang a) Setzen des Sollwertes «Set value» auf 0 min -1 (zum Beispiel 0 V) b) Mit dem Potentiometer P2 Offset den Motor auf 0 min -1 abgleichen c) Sollwert «Set value» auf Maximum stellen (zum Beispiel 10 V) d) Einstellen von Potentiometer P1 U max auf die maximal benötigte Drehzahl e) Sollwert «Set value» auf die gewünschte Drehzahl einstellen a) Kein Abgleich nötig. Die Maximaldrehzahl ist begrenzt durch DIP Schalter S4 und S5 (Motorspannungsbereich) b) Gewünschte Drehzahl mit Potentiometer P1 einstellen (Alternativ auch Potentiometer P2) 11. Potentiometer P5 IxR langsam erhöhen, bis die Kompensation gross genug ist, dass sich bei grosser Motorlast die Drehzahl nicht oder nur wenig verkleinert. Wichtig: Wenn der Motor vibriert, Geräusche erzeugt oder sich stark erwärmt, ist die Verstärkung zu gross gewählt. Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 11

12 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung Drehzahlregler Einstellen geeigneter Werte der Bedienelemente zur benutzerspezifischen Anwendung. Vorgehen Alle Schritte müssen in der vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt werden! 1. Für die Betriebsart «Drehzahlregler» DIP Schalter S2 in OFF und DIP Schalter S3 in ON Position stellen. Betriebsart S2 OFF und S3 ON: Drehzahlregler 2. Entsprechend der gewünschten Sollwertvorgabe-Variante DIP Schalter S1 auf intern oder extern stellen. Sollwertvorgabe S1 OFF: Externe Sollwertvorgabe S1 ON: Interne Sollwertvorgabe 3. Mit DIP Schalter S7 Regelverstärkung wählen. Regelverstärkung S7 OFF: Kleine Regelverstärkung S7 ON: Grosse Regelverstärkung 4. Potentiometer P5 n gain auf minimale Regelverstärkung stellen. Regelverstärkung P5 auf 0 % (CCW Anschlag): Minimale Verstärkung 5. Mit DIP Schalter S4 und S5 kann der gewünschte Drehzahlbereich gewählt werden. Diese Einstellung definiert gleichzeitig das Beschleunigungs- und Bremsverhalten. Motortyp 1 Polpaar 4 Polpaare 8 Polpaare S4 OFF und S5 OFF min min min -1 S4 ON und S5 OFF min min min -1 S4 OFF und S5 ON min min min -1 S4 ON und S5 ON min min min maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

13 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 6. Einstellen der Beschleunigungs- und Bremsrampe mit Potentiometer P3 Ramp (Zeit von 0 min -1 bis zur Maximaldrehzahl) Beschleunigungs- und Bremsrampe Die Rampenzeit im Bereich von s kann mit Potentiometer P3 linear eingestellt werden. Grundeinstellung: 5 s (siehe auch Kapitel 6.1) 7. Mit DIP Schalter S8 den gewünschten Strombegrenzungsmodus wählen. Strombegrenzungsmodus S8 OFF: I t Strombegrenzung aktiv (Grundeinstellung) S8 ON: Maximale Strombegrenzung aktiv Zusätzliche Informationen zur Strombegrenzung sind auch unter Kapitel 6.2 zu finden. 8. Einstellen von Potentiometer P4 l cont auf den gewünschten Strombegrenzungswert. Strombegrenzungswert Der Strom I cont im Bereich von 2 10 A wird mit Potentiometer P4 linear eingestellt. Grundeinstellung: 5 A Wichtig: Der Begrenzungswert von I cont sollte unter dem maximalen Dauerbelastungsstrom gemäss dem Motordatenblatt liegen (Entspricht Zeile 6 im maxon Katalog) 9. Unter Berücksichtigung der gewählten Sollwertvorgabe-Methode in Punkt 2 den Motor gemäss Minimalverdrahtung (siehe Kapitel 3.2) verdrahten. 10. Einstellen des gewünschten Sollwertes Einstellvorgang Externe a) Setzen des Sollwertes «Set value» auf 0 min -1 Sollwertvorgabe (zum Beispiel 0 V) b) Wechseln in die Spannungsregler-Betriebsart (DIP Schalter S3 OFF) c) Um die Spannungsregler-Betriebsart zu aktivieren ist, einen Disable-/Enable-Vorgang durchführen d) Mit Potentiometer P2 Offset die Drehzahl auf 0 min -1 abgleichen e) In die Drehzahlregler-Betriebsart wechseln (DIP Schalter S3 ON) f) Um die Drehzahlregler-Betriebsart zu aktivieren, einen Disable-/Enable-Vorgang durchführen g) Sollwert «Set value» auf Maximum einstellen (zum Beispiel 10 V) h) Einstellen von Potentiometer P1 n max auf die maximal benötigte Drehzahl i) Sollwert «Set value» auf den gewünschten Drehzahlwert einstellen Interne Sollwertvorgabe a) Kein Abgleich nötig. Die Maximaldrehzahl ist gesetzt durch DIP Schalter S4 und S5 (Motordrehzahlbereich) b) Gewünschte Drehzahl mit Potentiometer P1 einstellen (Alternativ auch Potentiometer P2) Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 13

14 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung 11. Potentiometer P5 n gain langsam erhöhen, bis die Verstärkung gross genug ist. Mit DIP Schalter S7 kann die Regelverstärkung für Motoren mit tiefer Drehzahlkonstante zusätzlich erhöht werden. Wichtig: Wenn der Motor vibriert, Geräusche erzeugt oder sich stark erwärmt, ist die Verstärkung zu gross gewählt. 14 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

15 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/ Stromregler (Drehmomentregler) Einstellen geeigneter Werte der Bedienelemente zur benutzerspezifischen Anwendung Vorgehen Alle Schritte müssen in der vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt werden! 1. Für die Betriebsart «Stromregler» DIP Schalter S2 und S3 in ON Position stellen. Betriebsart S2 ON und S3 ON: Stromregler 2. Entsprechend der gewünschten Sollwertvorgabe-Variante DIP Schalter S1 auf intern oder extern stellen. Sollwertvorgabe S1 OFF: Externe Sollwertvorgabe S1 ON: Interne Sollwertvorgabe 3. Potentiometer P5 n gain auf minimale Regelverstärkung stellen. Regelverstärkung P5 auf 0 % (CCW Anschlag): Minimale Regelverstärkung 4. Mit DIP Schalter S4 und S5 das Drehzahlmaximum wählen. Motortyp 1 Polpaar 4 Polpaare 8 Polpaare S4 OFF und S5 OFF min min min -1 S4 ON und S5 OFF min min min -1 S4 OFF und S5 ON min min min -1 S4 ON und S5 ON min min min -1 Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 15

16 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung 5. Mit Potentiometer P3 n max kann das gewünschte Drehzahlmaximum linear im gewählten Bereich (Punkt 4) eingestellt werden. Motortyp 1 Polpaar 4 Polpaare 8 Polpaare S4 OFF / S5 OFF min min min -1 S4 ON / S5 OFF min min min -1 S4 OFF / S5 ON min min min -1 S4 ON / S5 ON min min min Potentiometer P4 I cont auf den gewünschten Strombegrenzungswert einstellen Strombegrenzung Der Strom I cont im Bereich von 2 10 A wird mit Potentiometer P4 linear eingestellt. Grundeinstellung: 5 A Wichtig: Der Begrenzungswert von I cont sollte unter dem maximalen Dauberbelastungsstrom gemäss dem Motordatenblatt liegen (entspricht Zeile 6 im maxon Katalog) Ein Sollwert im Bereich von -10 V +10 V (bzw. P1 min P1 max ) entspricht einem Strombereich von ca. +I cont -I cont Im Stromregler-Modus ist die Ixt Strombegrenzung nicht aktiv Wenn die Drehzahl für länger als 10 s kleiner als 190 min -1 ist, wird der Maximalstrom I max auf 7.5 A begrenzt. 7. Unter Berücksichtigung der gewählten Sollwertvorgabe-Methode in Punkt 2 den Motor gemäss Minimalverdrahtung (siehe Kapitel 3.3) verdrahten. 8. Einstellen des gewünschten Sollwertes Externe Sollwertvorgabe Interne Sollwertvorgabe Einstellvorgang a) Setzen des Sollwertes «Set value» auf 0 A (Zum Beispiel 0 V) b) Mit Potentiometer P2 Offset die Drehzahl auf 0 min -1 abgleichen c) Sollwert «Set value» auf den gewünschten Drehzahlwert einstellen a) Keine zusätzlicher Abgleich nötig. b) Den gewünschten Strom mit Potentiometer P1 einstellen (alternativ auch P2) Wichtig: Ein Sollwert im Bereich von -10 V +10 V (bzw. P1 min P1 max ) entspricht einem Strombereich von ca. +I cont -I cont ) 9. Sollwert «Set value» einstellen und den Motor beschleunigen lassen bis zum Drehzahllimit. Potentiometer P5 n gain langsam erhöhen bis die Verstärkung gross genug und die Drehzahl ausreichend begrenzt ist. Achtung: Wenn der Motor vibriert, Geräusche erzeugt oder sich stark erwärmt, ist die Verstärkung zu gross gewählt. Wichtig: Bei tiefen Strömen (z.b. bei Betrieb ohne Last) unterliegt die Drehzahlbeschränkung einigen Einschränkungen. So ist zum Beispiel möglich, dass die Motordrehzahl höher als der eingestellte Grenzwert ist. 16 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

17 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 5 Funktionsbeschreibung der Ein- und Ausgänge Detaillierte technische Informationen zu den Ein- und Ausgängen. 5.1 Eingänge Sollwert «Set value» Der Sollwerteingang «Set value» dient zur Vorgabe eines analogen Sollwertes. Er ist gegen Überspannung geschützt. Klemmenbelegung Eingangsspannungsbereich Eingangsbeschaltung Eingangsimpedanz Positiver Sollwert Negativer Sollwert Anschluss [13] + Set value Anschluss [14] - Set value V Differentiell 132 kω (+ Set value) > (- Set value) Negative Motorspannung oder -strom (Motor dreht im Gegenuhrzeigersinn) (+ Set value) < (- Set value) Positive Motorspannung oder -strom (Motor dreht im Uhrzeigersinn) Bild 4: «Set value» interne Eingangsschaltung Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 17

18 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung Freigabe «Enable» Freigabe der Endstufe. Disable: Wird der Eingang nicht verdrahtet (offen) oder mit Gnd-Potential verbunden ist die Endstufe hochohmig und die Motorwelle läuft ungebremst aus. Enable: Wird am Eingang eine Spannung angelegt wird die Endstufe aktiviert. Eine Drehzahlrampe wird während der Beschleunigung der Motorwelle ausgeführt. Der Eingang «Enable» ist gegen Überspannung geschützt. Klemmenbelegung Anschluss [15] Enable Eingangsspannungsbereich V Eingangsimpedanz 33 kω (im Bereich V) Überspannungsschutz dauernd V Disable Minimale Eingangsspannung Maximale Eingangsspannung Verzögerungszeit Enable Disable -50 VDC +1.0 VDC < 8 ms (bei 0 VDC) Enable Minimale Eingangsspannung Maximale Eingangsspannung +4.0 VDC +50 VDC Verzögerungszeit Disable Enable < 8 ms (bei 5 VDC) Bild 5: «Enable» interne Eingangsschaltung Beachte Wird der Verstärker bei einer Drehzahl über 1000 min -1 deaktiviert, ist eine erneute Aktivierung nur möglich, wenn die Drehzahl 1000 min -1 unterschreitet! 18 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

19 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/ «Digital IN» Der «Digital IN» Eingang bietet je nach Einstellung folgende Funktionen: Wechsel der Drehrichtung bei externer Sollwertvorgabe Umschalten zwischen den Sollwerten von Potentiometer P1 und P2 bei interner Sollwertvorgabe Der Eingang «Digital IN» ist gegen Überspannung geschützt. Klemmenbelegung Anschluss [17] Digital IN Eingangsspannungsbereich V Eingangsimpedanz 33 kω (im Bereich V) Überspannungsschutz dauernd V Low Minimale Eingangsspannung Maximale Eingangsspannung Verzögerungszeit Enable Disable - 50 VDC +1.0 VDC < 8 ms (bei 0 VDC) High Minimale Eingangsspannung Maximale Eingangsspannung Verzögerungszeit Disable Enable +4.0 VDC +50 VDC < 8 ms (bei 5 VDC) Bild 6: «Digital IN» interne Eingangsschaltung S1 OFF: Externe Sollwertvorgabe Mit dem Eingang «Digital IN» kann bei externer Sollwertvorgabe (DIP Schalter S1 OFF) die Drehrichtung geändert werden. Damit ist eine Kommandierung mit 0 10 V und «Direction» Signal möglich. Digital IN Sollwert «Set value» positiv Drehrichtung Sollwert «Set value» negativ High Uhrzeigersinn (CW) Gegenuhrzeigersinn (CCW) Low oder unbeschaltet Gegenuhrzeigersinn (CCW) Uhrzeigersinn(CW) S1 ON: Interne Sollwertvorgabe Bei interner Sollwertvorgabe kann mit dem Eingang «Digital IN» zwischen den beiden Sollwerten von Potentiometer P1 und P2 umgeschaltet werden. Digital IN High Low oder unbeschaltet Interne Sollwertvorgabe-Quelle Potentiometer P2 Potentiometer P1 Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 19

20 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung «STOP» Die Motorwelle wird mit Maximalstrom bis zum Stillstand abgebremst. RUN: Wird der Eingang nicht verdrahtet (offen) oder mit Gnd-Potential verbunden wird die Motordrehzahl nicht beeinflusst. STOP: Wird am Eingang eine Spannung angelegt, ist die «STOP»-Funktion aktiviert und die Motorwelle wird aktiv mit einem negativen Strom (eingestellt mit Potentiometer P4 I max ) bis zum Stillstand abgebremst. Der «STOP» Eingang ist gegen Überspannung geschützt. Klemmenbelegung Eingangsspannungsbereich Anschluss [16] STOP V Eingangsimpedanz 33 kω (im Bereich V) Überspannungsschutz dauernd Bremsstrom V einstellbar mit Potentiometer P4 I max STOP inaktiv Minimale Eingangsspannung -50 VDC Maximale Eingangsspannung +1.0 VDC Verzögerungszeit STOP Run < 8 ms (bei 0 VDC) STOP aktiv Minimale Eingangsspannung +4.0 VDC Maximale Eingangsspannung +50 VDC Verzögerungszeit Run STOP < 8 ms (bei 5 VDC) Bild 7: «STOP» interne Eingangsschaltung Beachte: Im Stromreglerbetrieb ist der «STOP» Eingang nicht aktiviert. 20 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

21 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/ «Hall sensor 1», «Hall sensor 2», «Hall sensor 3» Die Hall-Sensoren werden zur Ermittlung der Rotorlage und zur Detektierung der aktuellen Istdrehzahl benötigt. Geeignet sind Hall-Sensor IC s mit Schmitt-Trigger-Verhalten und Open-Collector- Ausgängen (verwendet bei maxon-ec-motoren). Die Hall-Sensor-Eingänge sind gegen Überspannung geschützt. Klemmenbelegung Anschluss [8] Hall sensor 3 Anschluss [9] Hall sensor 2 Anschluss [10] Hall sensor 1 Eingangsspannungsbereich Eingangsimpedanz Überspannungsschutz dauernd V 3.3 kω Pull-Up-Widerstand an +5 V V Low Minimale Eingangsspannung -15 VDC Maximale Eingangsspannung +1.0 VDC High Minimale Eingangsspannung +4.0 VDC Maximale Eingangsspannung +50 VDC Bild 8: «Hall sensor 1» interne Eingangsschaltung Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 21

22 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung 5.2 Ausgänge Speisung Hall-Sensoren «V CC Hall +5 VDC / 30 ma OUT» Intern erzeugte Spannung von 5 VDC zur Speisung der Hall-Sensoren Klemmenbelegung Ausgangsspannung Max. Ausgangsstrom Anschluss [11] V CC Hall +5 VDC / 30 ma OUT +5 VDC 30 ma (kurzschlussfest) Hilfsspannung «+12 VDC / 4 ma OUT» Intern erzeugte Hilfsspannung von +12 VDC Zur Speisung der externen Potentiometer (empfohlener Wert: 20 kω) Zur Ansteuerung der Eingänge: «Enable», «STOP» and «Digital IN» Klemmenbelegung Ausgangsspannung VDC ± 3 % Max. Ausgangsstrom Ausgangswiderstand R out Anschluss [20] +12 VDC / 4 ma OUT 4 ma (kurzschlussfest) 500 Ω Hilfsspannung «-12 VDC / 2 ma OUT» Intern erzeugte Hilfsspannung von -12 VDC zur Speisung der externen Potentiometer (empfohlener Wert: 20 kω) Klemmenbelegung Ausgangsspannung VDC ± 3 % Max. Ausgangsstrom Ausgangswiderstand R out Anschluss [21] -12 VDC / 2 ma OUT 2 ma (kurzschlussfest) 1 kω 22 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

23 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/ Monitorausgang «Monitor» Der Monitorausgang ist hauptsächlich zur qualitativen Beurteilung der Dynamik bestimmt. Der «Monitor» Ausgang ist kurzschlussfest. Klemmenbelegung Ausgangsspannungsbereich Restwelligkeit Auflösung Ausgangswiderstand R o Grenzfrequenz fg Aktualisierungsrate Anschluss [18] Monitor VDC max. 20 mvpp 9 Bit, ca. 39 mv (512 Stufen) 1 kω 400 Hz 1.6 ms Drehzahlmonitor «Monitor n» S6 OFF: Drehzahlmonitor Bild 9: «Monitor» interne Ausgangsschaltung Mit DIP Schalter S6 wird die gewünschte Ausgangsmonitor-Funktion selektiert. Die Ausgangsspannung des Drehzahlmonitors ist proportional zur Motordrehzahl. Die Skalierung des Monitorausgangs bezieht sich im Drehzahl- und Stromreglerbetrieb auf den mit den DIP Schaltern S4 und S5 eingestellten n max Wert (siehe Kapitel 8) Im Spannungsstellerbetrieb beträgt der n max Wert ungeachtet der Einstellung von DIP Schalter S4 und S5 immer min -1. Beachte: Der Proportionalitätsfaktor ist unabhängig von der Einstellung von Potentiometer P1 n max. DIP Schalter Einstellung Proportionalitätsfaktor Drehzahl- und Stromreglerbetrieb Proportionalitätsfaktor Spannungsstellerbetrieb S4 OFF und S5 OFF min -1 / VDC min -1 / VDC S4 ON und S5 OFF min -1 / VDC min -1 / VDC S4 OFF und S5 ON min -1 / VDC min -1 / VDC S4 ON und S5 ON min -1 / VDC min -1 / VDC Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 23

24 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung Strommonitor «Monitor I» S6 ON: Strommonitor Der Verstärker stellt für Überwachungszwecke einen Strom-Istwert zur Verfügung. Dieses Signal ist proportional zum Motorstrom. Proportionalitätsfaktor ca. 2.8 A / V Beispiel: -28 A (CCW) entspricht ca. -10 V 0 A entspricht 0 V +28 A (CW) entspricht ca. +10 V Überwachungsmeldung «Ready» Mit dem «Ready»-Signal kann die Betriebsbereitschaft bzw. ein Fehlerzustand an eine übergeordnete Steuerung gemeldet werden. Ready: Der Open-Collector-Ausgang ist im Normalfall, das heisst ohne Fehler, auf Gnd geschaltet. Fault: Im Fehlerfall ist der Ausgangstransistor gesperrt (nicht leitend) Klemmenbelegung Ausgangsbeschaltung Max. Eingangsspannung Max. Laststrom Spannungsabfall im «Low» Zustand Ausgang «Low» Ausgang «High impedance» Anschluss [19] Ready Open Collector 50 VDC 20 ma Max. 1 V bei 20 ma Normalfall (Bereit) Fehlerfall Beispiele: Bild 10: «Ready» Ausgangsbeschaltung Alle Fehlerzustände sind aufgelistet in Kapitel 10.3 Der Fehlerzustand bleibt gespeichert. Zum Rücksetzen des Fehlerzustandes muss der Verstärker erneut freigeschaltet werden (Enable). Wenn die Ursache für die Fehlersituation noch nicht beseitigt ist, fällt der Ausgangstransistor sofort wieder in den nicht leitenden Zustand. 24 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

25 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 6 Zusätzliche Einstellmöglichkeiten 6.1 Drehzahlrampe Die Rampenfunktion erlaubt im Drehzahlreglermodus ein kontrolliertes Beschleunigen und Abbremsen der Motorwelle. Im Spannungssteller-Modus beeinflusst die Rampenfunktion in gleicher Weise die Änderung der Motorspannung. Mit DIP Schalter S4 und S5 I) wird der Steigungsbereich vorgewählt, die Rampensteilheit wird mit Potentiometer P3 Ramp eingestellt. Einstellbare Beschleunigungszeit 0.1 s 10 s (linear) P3 auf 0 % (CCW Anschlag) min. Beschleunigungszeit (ca. 0.1 s) P3 auf 100 % (CW Anschlag) max. Beschleunigungszeit (ca. 10 s) DIP Schalter Einstellung Beschleunigungsrampe Steigung Spannungsrampe Steigung S4 OFF und S5 OFF min -1 / ms mv / ms S4 ON und S5 OFF min -1 / ms mv / ms S4 OFF und S5 ON min -1 / ms mv / ms S4 ON und S5 ON min -1 / ms mv / ms Beachte Eine minimale Beschleunigungszeit ist nur mit hoher Regelverstärkung und einem ausreichend dynamischen Antrieb erreichbar. Im Stromreglerbetrieb ist die Rampenfunktion nicht aktiv Die STOP Funktion wir immer mit minimaler Rampenzeit von 0.1 s ausgeführt Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten I) Beachte: Der neu ausgewählte Steigungsbereich wird erst nach einem Disable-/Enable Vorgang aktiviert. maxon motor control 25

26 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung 6.2 Wahl des Strombegrenzungsmodus Mit DIP Schalter S8 kann der Strombegrenzungsmodus gewählt werden. I) Grundeinstellung DIP Schalter S8 in Stellung OFF S8 OFF: I t Strombegrenzung aktiviert Der Verstärker kann für kurze Zeit den Strom I max (=2 I cont ) liefern. Die Zeitdauer ist vom vorhergehenden Stromverlauf und von der Höhe des momentan benötigten Motorstroms abhängig. Der Motorstrom wird alle 1.6 ms mit dem maximal erlaubten Motorstrom (Potentiometer P4) verglichen; dabei wird der interne Überwachungszähler gemäss untenstehender Formel erhöht oder erniedrigt. I motor > I cont I motor I cont I motor counter = 1 1 I cont 1 I motor counter = 1 3 Icont Bild 11: I t Strombegrenzung Übersteigt der Überwachungszähler den Wert 1250, wird der maximale Ausgangsstrom auf I cont begrenzt und die weitere Erhöhung der Zählers gestoppt. Fällt der Überwachungszähler unter den Wert 938, wird bei Bedarf der Ausgangsstrom I max wieder freigegeben. I) Beachte: Der gewählte Strombegrenzermodus wird erst nach einem Disable-/Enable Vorgang aktiviert. 26 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

27 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 S8 ON: Maximale Strombegrenzung aktiv Der maximale Ausgangsstrom ist auf den maximal erlaubten Dauerstrom von 2 10 A begrenzt. Der gewünschte Wert wird mit Potentiometer P4 eingestellt (I max = I cont ) Es wird kein kurzzeitig höherer Ausgangsstrom zugelassen. Bild 12: Maximale Strombegrenzung Beachte: Wenn die Drehzahl länger als 10 s kleiner als 190 min -1 ist, wird der Maximalstrom auf 7.5 A begrenzt. 6.3 Potentiometer P6 I gain Stromregler Verstärkung In den meisten Anwendungen kann das Regelverhalten mit Potentiometer P1 bis P5 ausreichend eingestellt werden. In speziellen Fällen kann die Dynamik des Stromreglers mit Potentiometer P6 I gain weiter angepasst werden. Es ist empfohlen das Resultat der Änderungen von Potentiometer P6 I gain mit dem Messen der Sprung-Antwort - mittels Oszilloskop am Monitorausgang - zu überprüfen. Beachte: Wenn der Motor vibriert, Geräusche erzeugt oder sich stark erwärmt, ist die Verstärkung zu gross gewählt. Grundeinstellung P6 I Gain = 0 % (CCW Anschlag) minimale Verstärkung Bild 13: Position von Potentiometer P6 I gain Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 27

28 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung 7 Einschränkungen im Drehzahlreglerbetrieb Da zur Drehzahlmessung nur die Hall-Sensor-Signale zur Verfügung stehen, ist die Drehzahlregelung bei tiefen Drehzahlen gewissen Einschränkungen unterworfen. Aus diesem Grund wird die minimale Drehzahl im Drehzahlreglerbetrieb auf 1 000min -1 (2-Pol Motor) beschränkt. Wird der Sollwert erhöht, weist der Verstärker im Bereich von 0 min -1 bis 1'000 min -1 eine Totzone auf. Innerhalb dieser Totzone beträgt die Ausgangsdrehzahl 0 min -1. Übersteigt der Sollwert 1'000 min -1 so wird der Geschwindigkeitsregler aktiviert und der Motor beschleunigt auf den eingestellten Wert. Beim Verringern des Sollwerts wird die Drehzahl zunächst auf 1'000 min -1 begrenzt. Wird der Sollwert bis zum unteren Grenzwert verkleinert (400 min -1 bis 50 min -1 ), so wird die Ausgangsdrehzahl automatisch auf 0 min -1 gesetzt. Der Grenzwert (400 min -1 bis 50 min -1 ) ist vom gewählten Drehzahlbereich (DIP Schalter S4 und S5) abhängig. DIP Schalter Einstellung Drehzahlbereich Grenzdrehzahl S4 OFF und S5 OFF min min -1 S4 ON und S5 OFF min min -1 S4 OFF und S5 ON min min -1 S4 ON und S5 ON min min -1 Drehzahl CW 1000rpm Negativer Sollwert -0,5% 0,5% Positiver Sollwert -1000rpm CCW Bild 14: Totbereich im Drehzahlregler-Modus Beachte: Im Drehzahlreglermodus ist der Verstärker nicht für eine überlagerte Positioniersteuerung geeignet. 28 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

29 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 8 Funktionsbeschreibung der Schalter (Übersicht) Extern - Set value + Set value ON ON Intern Poti P1/P2 Sollwert Quelle Spannungssteller ON Spannungssteller ON Drehzahlregler ON ON Stromregler Betriebsmodus ON ON ON ON Drehzahl- / Stromregler 1 Polpaar 4 Polpaare 8 Polpaare min min min min min min min min min min min min -1 Bereich Spannungssteller 16V 32V 48V 64V Drehzahl ON ON Strom Monitor Drehzahl- / Stromregler Spannungssteller Klein 0...1Ω ON Gross 0...5Ω ON Verstaerkung / Motorwiderstand ON I t Strombegrenzung I max = Icont ON Strombegr. Modus Beachte: Die neuen DIP Schalter Einstellungen werden erst nach einem Disable-/Enable Vorgang aktiviert. Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 29

30 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung 9 Funktionen der Potentiometer (Übersicht) Spannungssteller mit IxR Kompensation Potentiometer Externe Sollwertvorgabe Interne Sollwertvorgabe «U max» Skalierung Motorspannung «Offset» Offsetabgleich Sollwert «Set 1» Motorspannung Sollwert 1 «Set 2» Motorspannung Sollwert 2 «Ramp» Rampe Motorspannung «I cont» Strombegrenzung A «IxR» IxR Kompensation Drehzahlregler Potentiometer Externe Sollwertvorgabe Interne Sollwertvorgabe «n max» Skalierung Drehzahl «Offset» Offsetabgleich Sollwert «Set 1» Drehzahl Sollwert 1 «Set 2» Drehzahl Sollwert 2 «Ramp» Rampe Drehzahl «I cont» Strombegrenzung A «n gain» Regelverstärkung Drehzahlregler Stromregler Potentiometer Externe Sollwertvorgabe Interne Sollwertvorgabe ohne Funktion «Offset» Offsetabgleich Sollwert «Set 1» Motorstrom Sollwert 1 «Set 2» Motorstrom Sollwert 2 «n max» Drehzahlbegrenzung % «I cont» Skalierung Motorstrom A «n gain» Regelverstärkung Drehzahlbegrenzungsregler 30 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

31 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 10 Betriebszustandsanzeige Eine rote und eine grüne Leuchtdiode (LED) zeigen den Betriebszustand an. Definition LED ein LED aus 10.1 Keine LED leuchtet Ursache: Keine Versorgungsspannung V CC Sicherung defekt 10.2 Grüne LED (Normalzustand) Versorgungsspannung V CC verpolt Speisung Hallsensoren «V CC Hall» kurzgeschlossen oder überlastet Blinkmuster (grüne LED) Betriebszustand Verstärker ist aktiviert (Enable) Verstärker ist deaktiviert (Disable) STOP-Funktion aktiv 10.3 Rote LED (Fehlerzustand) Je nach Blinkmuster können folgende Fehlermeldungen unterschieden werden: Blinkmuster (rote LED) 5 Blink Zyklen 6 Blink Zyklen Betriebszustand Ungültige Hall-Sensor-Signale Ungültige Hall-Sensor-Signale detektiert während des Einschaltvorgangs. Ungültige Hall-Sensor-Signal-Sequenz detektiert. Überspannung Zu hohe Versorgungsspannung Unterspannung Zu tiefe Versorungsspannung Überstrom Motorwicklungsstrom zu hoch Zu hohe Drehzahl Verstärker Drehzahlbegrenzung Übertemperatur Endstufentemperatur zu hoch, Endstufe wird ausgeschaltet. Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 31

32 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung Beachte Bei Blinkmuster kann der Fehlerzustand nur durch Aus- / Einschalten der Versorgungsspannung zurückgesetzt werden. Bei Blinkmuster,, oder bleibt der Fehlerzustand gespeichert. Zum Zurücksetzen des Fehlerzustandes muss der Verstärker neu freigeschaltet werden (Disable / Enable). Wenn die Ursache für die Fehlersituation noch nicht beseitigt ist, wird der Fehler sofort wieder ausgelöst. Bei Blinkmuster bleibt der Fehlerzustand gespeichert. Zum Zurücksetzen des Fehlerzustandes muss die Betriebstemperatur unter 90 fallen. Anschliessend muss der Verstärker neu gestartet werden. (Disable/Enable) Kann der Fehlerzustand nicht behoben werden, wird der Fehlerausgang sofort wieder deaktiviert. Blinkmuster Mögliche Fehlerursachen Fehlerhafte Hall-Sensor-Verdrahtung Defekte Hall-Sensoren Elektromagnetische Störungen auf den Hall-Sensor- Leitungen. EMV-gerechte Installation siehe Kapitel 12. Hall-Sensor-Speisung motorseitig zu tief (Zu lange Zuleitungskabel, zu kleiner Kabelquerschnitt, Hall-Sensor-Strom grösser als 30 ma) Versorgungsspannung V CC > 77 V Die Stromversorgung kann die zurückgespeiste Energie nicht aufnehmen. Versorgungsspannung V CC < 9.4 V Die Versorgungsspannung fällt während der Beschleunigungsphase unter 9.4 V. Überprüfen Sie ob die Speisung den Strom begrenzt oder ob die Speisungsleitungen einen zu hohen Spannungsabfall haben. Motorwicklungs-Strom ist > 60 A (Reaktionszeit 20 µs) Motorwicklungs-Strom ist > 27.2 A für mehr als 400 ms Stromreglerverstärkung zu hoch (P6-Einstellung reduzieren) Drehzahlreglerverstärkung zu hoch (P5 Einstellung reduzieren) Defekte Endstufe Motordrehzahl höher als: min -1 (2-poliger Motor) min -1 (8-poliger Motor) min -1 (16-poliger Motor) Endstufentemperatur ist > ca. 115 C (Reaktionszeit 1.5 s) Zu hohe Umgebungstemperatur Ungenügende Konvektion 32 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

33 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 11 Externe Motordrosseln Wird der DEC 70/10 mit maxon EC Motoren betrieben, sind normalerweise keine externen Motordrosseln nötig. Es ist dennoch möglich, dass man bei einem hohen Dauerstrom, einer hohen Versorgungsspannung und einem niederinduktiven Motor eine zusätzliche dreiphasige Motordrossel benötigt. Die zusätzlich benötigte Induktivität kann wie folgt berechnet werden: Gegeben Versorgungsspannung V CC [V] Maximaler Dauerstrom I cont [A] eingestellt mit Poti P4 I cont Motor Anschluss Induktivität L Motor [mh] (maxon Katalog Linie 11) Gesucht Benötigte externe Induktivität pro Phase L Extern [mh] Lösung 1 Vcc[ V ] Lextern[ mh ] I 346 s 5 cont [ A] 2 L 0.05[ mh ] Motor [ mh ] 3 Beachte: Obige Formel berücksichtigt nur einen Drittel der Induktivität, da sie beim vorliegenden 50 KHz-Betrieb auf diesen Wert reduziert wird. Als Alternative kann der gesuchte Wert für L extern auch mit Hilfe der folgenden Diagramme ermittelt werden: mH Ltot [mh] mH 0.150mH Vcc 70V 60V L Motor 0.000mH 0.050mH 0.100mH V V V Icont [A] L extern [mh] Bild 15: Bestimmung der externen Motordrosseln (Diagramm A) Bild 16: Bestimmung der externen Motordrosseln (Diagramm B) Beispiel: Motor: maxon EC45 Art. Nr V CC : 60 V I cont : 8.8 A (maxon motor Katalog, Linie 6) L Motor : mh (maxon motor Katalog, Linie 11) Aus Diagramm A, folgt aus dem Schnittpunkt von I cont (8.8 A) und VCC (60 V) eine mindestens notwendige Anschlussinduktivität L tot zwischen den Phasen von mh. Aus Diagramm B folgt unter Berücksichtigung der Katalogangabe der Motorinduktivität L Motor (0.090 mh) die mindestens notwendige zusätzliche 3-phasige Motordrossel von L ext = mh pro Phase. Beachte: Obige Angaben sind Richtwerte. Je nach Betriebspunkt des Motors und Kühlung des Verstärker kann die effektiv notwendige Induktivität davon abweichen. Erhältliche Motordrosseln: Bestellnummer (3 x 0.25 mh, 5 A) (3 x 0.15 mh, 10 A) Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 33

34 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 12 EMV-gerechte Installation maxon motor Bedienungsanleitung Versorgung (+V CC - Power Gnd) In der Regel keine Abschirmung notwendig. sternpunktförmige Verdrahtung bei Versorgung mehrerer Verstärker vom gleichen Netzgerät. Motorkabel (> 30 cm) Abgeschirmtes Kabel unbedingt empfohlen Schirm beidseitig anschliessen: Seite DEC 70/10: Klemme 1 «Shield Earth» und/oder Gehäuseboden. Seite Motor: Motorgehäuse oder mit dem Motorgehäuse niederohmig verbundene mechanische Konstruktion. Separates Kabel verwenden. Hall-Sensor-Kabel (> 30 cm) Abgeschirmtes Kabel unbedingt empfohlen. Schirm beidseitig anschliessen: Seite DEC 70/10: Klemme 7 «Shield Earth» und / oder Gehäuseboden. Seite Motor: Motorgehäuse oder mit dem Motorgehäuse niederohmig verbundene mechanische Konstruktion. Separates Kabel verwenden. Direktanschluss Motor/Hall Kabel ( 30 cm) auf DEC 70/10 Schirmschlauch über Motor / Hall Anschlusskabel (ausser EC45/EC60) Schirm beidseitig anschliessen. oder Möglichst niederohmige Verbindung von Motorgehäuse und der Klemme 1 «Shield Earth» und / oder dem Gehäuseboden des DEC 70/10. Kabelverlegung von Motor/Hall Anschlusskabel möglichst nahe bei der oben erwähnten Verbindung. Analoge Signale (Set value, Monitor) In der Regel keine Abschirmung notwendig. Bei Analogsignalen mit kleinem Signalpegel und elektromagnetisch rauer Umgebung, Kabelschirm verwenden. Schirm in der Regel beidseitig anschliessen. Bei 50/60 Hz Störproblemen, Schirm einseitig abhängen. Digitale Signale (Enable, Stop, Digital In, Ready) Keine Abschirmung notwendig. Siehe auch Blockschaltbild in Kapitel 13. Sinnvollerweise wird nur die Gesamtanlage, bestehend aus allen Einzelkomponenten (Motor, Verstärker, Netzteil, EMV-Filter, Verkabelung etc.), einer EMV-Prüfung unterzogen, um damit einen störungsfreien CE-konformen Betrieb sicherzustellen. 34 maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten

35 maxon motor Bedienungsanleitung 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 13 Blockschaltbild Bild 17: Blockschaltbild Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten maxon motor control 35

36 4-Q-EC Verstärker DEC 70/10 maxon motor Bedienungsanleitung 14 Massbild Masse in [mm] Bild 18: Massbild 15 Ersatzteilliste maxon Bestellnummer Beschreibung polige trennbare LP-Klemme RM 5.0 mm beschriftet polige trennbare LP-Klemme RM 3.5 mm beschriftet polige trennbare LP-Klemme RM 3.5 mm beschriftet maxon motor control Ausgabe April 2006 / Änderungen vorbehalten