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maxon motor control LSC 30/2 Servo Control 4-Q-DC
Ref.: 250521
Instrucciones de Funcionamiento Edicin Abril 2006
El LSC 30/2 (Linear Servo Controller) es un servoamplificador lineal de 4 cuadrantes para el control de motoresCC de imanes permanentes hasta 50 W. Dispone de los siguientes modos de funcionamiento:
Control de velocidad IxR
Regulador de voltaje
Control de velocidad con encoder
Control de velocidad con tacodinamo
Control de par o corrienteEl modo de funcionamiento requerido es fcilmente deseleccionar usando un microinterruptor.Hay tambin diferentes modos de elegir el tipo de seal decontrol de entrada:
10 V para conectar a un sistema superior, como porejemplo un controlador de posicin.
El LSC suministra voltajes auxiliares de 3.9 V para utilizarun potencimetro externo
Adecuado para un ajuste fijo de la velocidad usando unpotencimetro interno.
Su amplio rango de voltaje de entrada, 12 30 VCC, hace alLSC muy verstil y puede usarse con diferentes fuentes dealimentacin.El estilo modular de la caja de aluminio ofrece varias opcionesde instalacin, por ejemplo montaje en rack de 19" (3HE).La regleta de terminales de atornillar enchufable y un diseorobusto del controlador hacen que el servoamplificador sea
ideal para un uso inmediato.
Tabla de Contenidos
1 Instrucciones de Seguridad .............................................................................................................................22 Datos Tcnicos ................................................................................................................................................33 Cableado Externo Mnimo para los Distintos Modos de Funcionamiento.......................................................44 Instrucciones de Funcionamiento....................................................................................................................6
5 Entradas y salidas............................................................................................................................................86 LED de estado de funcionamiento.................................................................................................................127 Errores ...........................................................................................................................................................138 Instalacin EMC-compatible ..........................................................................................................................139 Diagrama de Bloques ....................................................................................................................................1410 Dimensiones ..................................................................................................................................................14
La ltima edicin de estas instrucciones de funcionamiento se puede encontrar en Internet enwww.maxonmotor.com(Downloads & Service). Referencia del producto 250521.
http://www.maxonmotor.com/http://www.maxonmotor.com/ -
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LSC 30/2 Servo Control 4-Q-DC Instrucciones de Funcionamiento
1 Instrucciones de Seguridad
Personal Tcnico Cualificado
La instalacin y puesta en marcha debe ser realizada slo por personal cualificadoy con experiencia.
Legislacin LocalEl usuario debe asegurarse de que el servoamplificador y sus componentes,se hanmontado y conectado de acuerdo con la legislacin local.
Desconexin de la CargaEn la primera puesta en marcha el motor debe girar libre, por ejemplo, con la cargadesconectada.
Equipamiento Adicional de SeguridadUn equipo electrnico, en principio, no est protegido contra fallos. La maquinaria y
los aparatos, por lo tanto, deben estar preparados con monitorizacin independientey sistemas de seguridad. Si el equipo falla o es operado incorrectamente, si launidad de control o los cables se rompen, etc., ha de asegurarse que el motor o elaparato completo se mantiene en un modo de funcionamiento seguro.
ReparacionesLas reparaciones han de efectuarse slo por personal autorizado o por el fabricante.Es peligroso para el usuario abrir la unidad o hacer reparaciones en ella.
PeligroAsegurese de que durante la instalacin del LSC 30/2 ningn aparato estconectado a la fuente de alimentacin. Despus de conectarlo, no toque ningunaparte en movimiento.
Mx. Tensin de AlimentacinAsegrese de que la tensin de alimentacin est entre 12 y 30 V. Voltajessuperiores a 32 V o un error de polaridad destruirn la electrnica.
Dispositivo Sensible a las Descargas Electroestticas (ESD)
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Instrucciones de Funcionamiento LSC 30/2 Servo Control 4-Q-DC
2 Datos Tcnicos
2.1 Datos ElctricosTensin de alimentacin Vcc .................................................... ..................................12 - 30 VCC
Mx. voltaje de salida ................................................... .......................................................... 25 VMx. corriente de salida Imax .....................................................................................................2 AMx. potencia de salida .................................................... ..................................................... 50 W
Se recomienda el montaje sobre una superficie disipadora de calor si la temperatura ambiente
es alta y hay alta disipacin de potencia en el LSC (operacin a voltajes bajos) !
2.2 Entradas
Seal de control +Set / -Set............. configurable ........................ -10 ... +10 V o -3.9 ... +3.9 V
Conexin motor Dis IN..................... deshabilitado.............................................. mn. VCC- 1 V
habilitado ................................................ mx. Gnd + 1 V
Entrada del voltaje de la tacodinamo +T / -T ................................... mn. 2 VCC, mx. 50 VCC
Seales del encoder ........................................................ ...................... mx. 100 kHz, seal TTL
2.3 SalidasLectura del estado Ready ................ Colector abierto.......................mx. 30 VCC (IL< 20 mA)
Error......................................Ready = alta impedancia
Ready...................................................... Ready = Gnd
2.4 Salidas de tensinVoltaje auxiliar +Vaux / -Vaux .............................+3.9 VCC, mx. 2 mA / -3.9 VCC, mx. 2 mAVoltaje de alimentacin del encoder +Venc ..............................................+5 VCC, mx. 80 mA
2.5 Conexiones del motor
Motor + ; Motor -
2.6 Potencimetros de ajustenmaxCompensacin IxR
Offset
Imax
gain
2.7 Funciones de proteccinControl de temperatura de la etapa de potencia..............................................................T > 85C
2.8 Piloto indicador LEDLED verde............................................................................................................................ReadyLED rojo ...................................................... ....................................................... ................... Error
2.9 Rango de Temperatura ambiente / HumedadFuncionamiento .................................................... ........................................................ 0 ... +45CAlmacenamiento.............................................. .................................................... ...... -40 ... +85CSin condensacin.................................................... ..................................................... . 20 ... 80 %
2.10 Datos MecnicosPeso.......................................... ....................................................... .......................... aprox. 360 gPlaca de montaje ................................................... ................................................... 4 tornillos M4
2.11 TerminalesTerminales de circuito impreso enchufables.....................................................................16 polos
Paso ......................................................... ................................................ ................... 3.5 mmApto para seccin de cable ........................... ....................................................... AWG 28-18
.................................................................. 0.14 ........ 1 mm2cable de mltiples conductores
.................................................................................0.14 ....... 1.3 mm2cable nico conductor
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3 Cableado Externo Mnimo para los Distintos Modos de Funcionamiento
3.1 Modo de funcionamiento
Set
Dis+V
DisIN
SigGnd
+Vaux
Gnd
Set
Ready
T/ChA
T/ChB
Gnd
Venc
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 61 1 1 1 1 11
Motor
Motor
+V
cc
+Vaux
+ ++
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
1
1
2
2
1 2 13
13
1 2
1 2
12 - 30 VDC
IxR
Tacho
unten
Encoder
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
14
14
15
16
ChA
ChA
ChB
ChB
Gnd
+5V
IxR
T
aco
dinamo
Encoder
Corriente
Regulador
devoltaje
Alimentacin
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3.2 Entrada del valor de control
Set
Dis+V
DisIN
SigGnd
+Vaux
Gnd
Set
Ready
T/ChA
T/ChB
Gnd
Venc
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 61 1 1 1 1 11
Motor
Motor
+V
cc
+Vaux
+ ++
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
87
+3.9V
87
50k
internal
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
65 9
-3.9V
0V
87
P3 Offset
convalorde
controlexterno
-10...+10V
externo
conp
externo
-3.9...+3.9V
otenci-
m
etro
conpotenci-
metrointerno
P3
interno
valor de control neg: el motor gira a la izqda
valor de control pos.: el motor gira a la dcha
valor de control -10 ... +10V
el motor gira a la izqda
el motor gira a la dcha
el motor gira a la izqda
el motor gira a la dcha
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4 Instrucciones de Funcionamiento
4.1 Requerimientos de la fuente de alimentacin
Se puede usar cualquier fuente de alimentacin disponible, mientras cumpla losrequerimientos mnimos descritos a continuacin.Durante la puesta en marcha y la fase de ajuste, recomendamos separar elmotor de la mquina para prevenir daos debidos a movimientos nocontrolados del motor.
Requerimientos de la alimentacinVoltaje de salida Vccmn. 12 VCC; Vccmx. 30 VCCRizo < 5 %Corriente de salida 2 A en continuo depende de la carga
La tensin necesaria puede ser calculada de la siguiente manera:
Valores conocidos Par de funcionamiento MB[mNm] Velocidad de funcionamiento nB[rpm] Tensin nominal del motor UN [Voltios] Velocidad en vaco del motor a UN, n0[rpm] Gradiente velocidad/par del motor n/M [rpm/mNm]
Valores buscados Voltaje de alimentacin VCC[Voltios]
Solucin
VMM
nn
n
UV
BB
N
CC5)(
0
+
+=
Escoja una fuente de alimentacin capaz de suministrar este voltaje calculadoen carga. Esta frmula considera una mxima cada de tensin en el LSC 30/2de 5 Voltios.
4.2 Funcin de los potencimetros
Potencimetros Funcin Giro a la
Izqda. Dcha.
P1 nmax
velocidad mxima
con la mx. seal decontrol
Reducirvelocidad
Aumentarvelocidad
P2 IxR Compensacin IxRcompensacin
dbilcompensacin
fuerte
P3 Offset1
Ajuste velocidad a 0 rpmcon seal de control 0 V
el motor giraa la izda.
el motor giraa la dcha.
P4 Imax Lmite de corrientemenor
mn. aprox. 0 Amayor
mx. aprox. 2 A
P5 gainGanancia del control de
velocidadmenor mayor
P1
P2
P3
P4
P5
nmax
IxR
Offset
Imax
gain
6
1El potencimetro P3 se puede usar para ajustar el 0 de la seal de control (ver 5.1.1)
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4.3 Ajuste de los Potencimetros
4.3.1 Pre-ajuste
Con el preajuste de los potencimetros el driver est en una posicin adecuada
para iniciar los ajustes.Las unidades ADS vienen preajustadas de fbrica
Pre-ajuste de los potencimetros
P1 nmax 50 %
P2 IxR 0 %
P3 Offset 50 %
P4 Imax 50 %
P5 gain 10 %
P1
P2
P3
P4
P5
nmax
IxR
Offset
Imax
gain
4.3.2 Ajuste
Modo EncoderModo Tacodinamo
1. Ajuste la seal de control al mximo (10 V o 3.9 V) y gire el potencimetroP1 nmaxhasta alcanzar la velocidad deseada.
Regulador de VoltajeCompensacin IxR
2. Ajuste el potencimetro P4 Imaxpara fijar el lmite de corriente deseado.La corriente mxima se puede ajustar de manera lineal desde 0 a 2 A conel potencimetro P4.Importante: El valor lmite lmaxdebe estar por debajo del valor de lacorriente nominal (mx. corriente en continuo) del motor, lnea 10 delcatlogo.
3. Regule el potencimentro P5 gainlentamente hasta que la ganancia seala deseada.Importante:Si el motor vibra o hace ruido, la ganancia seleccionada es
demasiado alta.
4. Ajuste la seal de control a 0, p.ej. cortocircuitando la entrada set value,despus fije la velocidad del motor a 0 con el potencimetro P3 Offset.Importante:El Interruptor DIP S9debe estar en la posicin ON parael ajuste del offset.
Adic ional, slo en caso de Compensacin IxR:
5. Aumente lentamente el potencimetro P2 IxRhasta que la compensacinse regule de tal manera que en el caso de cargas altas la velocidad delmotor no vare o disminuya ligeramente.Importante:Si el motor vibra o hace ruido, la compensacin seleccionadaes demasiado alta.
Control de corriente 1. Ajuste el potencimetro P4 lmaxpara fijar el lmite de corriente deseado.La corriente mxima se puede ajustar de manera lineal desde 0 a 2 A conel potencimetro P4.Importante: El valor lmite lmaxdebe estar por debajo del valor de lacorriente nominal (mx. corriente en continuo) del motor, lnea 10 delcatlogo.
2. Aplique 0 V como seal de control y haga el ajuste de cero con elpotencimetro P3 Offset.Importante:El microinterruptor 9 debe estar en la posicin ON para elajuste del offset.
Nota 1: Posicin del microinterruptor 10 para:ON:rango -3.9 ... +3.9 V aprox. equivale a . -2 ... +2 A de corriente en el motor.
OFF: rango -10 ... +10 V aprox. equivale a. -2 ... +2 A de corriente en el motor
Nota 2:En modo de control de corriente, los potencimetros P1 nmax,P2 IxRyP5gain no estn activos.
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5 Entradas y salidas
5.1 Entradas
5.1.1 Seal de con tro l SetLa seal de control puede ser aplicada externamente mediante un voltajeanalgico o internamente usando el potencimetro P3.
Si esta seal se aplica externamente usando los terminales +Set y -Set, elmicrointerruptor 9 debe estar en la posicin ON.
Se pueden seleccionar dos rangos diferentes de seal de control externa.El rango requerido es determinado por la posicin del Interruptor DIP S10.
Valor de control -10 ... +10 V Rango de voltaje de entrada -10 ... +10V
Circuito de entrada diferencial
Resistencia de entrada 200 k(diferencial)
Seal de control positiva (+Set) > (-Set)voltaje o corriente motor positivos
Seal de control negativa (+Set) < (-Set)voltaje o corriente motor negativos
Interruptor DIPS10 OFF
Interruptor DIP S9 ON
Uso de un potencimetro externo.
Valor de control -3.9 ... +3.9 V Rango de voltaje de entrada -3.9 ... +3.9 V
Circuito de entrada diferencial
Resistencia de entrada 200 k(diferencial)Seal de control positiva (+Set) > (-Set)
voltaje o corriente motor positivosSeal de control negativa (+Set) < (-Set)
voltaje o corriente motor negativos
Interruptor DIP S10 ON
Interruptor DIP S9 ON
Potencimetro recomendado 50 k(lineal)
Uso del potencimetro interno P3
Si la seal de control es ajustada internamente a travs del potencimetro P3,el microinterruptor 9 debe estar en la posicin OFF.
P3= 50 ... 100 % (tope derecho) voltaje o corriente motor positivos
P3= 50 ... 0 % (tope izquierdo) voltaje o corriente motor negativos
Circuito de entrada (+Set) = (-Set)Cortocircuitado
Interruptor S10 opcional
Interruptor S9 OFF
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5.1.2 Deshabilitacin
Habilita o deshabilita la etapa de potencia.
Si el terminal Dis IN no est conectada o est conectada a masa,la etapa de potencia est activada (Enable).
Enable Mnimo voltaje de entrada 0 VCC
Mximo voltaje de entrada +1 VCC con respecto a masa (Gnd)
Mxima corriente de entrada 2 mA
Si el terminal Dis IN est conectado a Dis+V o el voltaje es mayor deVCC-1V, la etapa de potencia se desconecta y el motor gira libremente hastaque se detiene (Disable).
Disable Mnimo voltaje de entrada VCC- 1 VCC
Mximo voltaje de entrada VCC
Mxima corriente de entrada 2 mA
Ejemplos de conexionado:a) Interruptor abierto = Desconectada; interruptor cerrado = Conectada
4Gnd
10Dis IN
3+Vcc
4k70.25W
4k70.25W
4k70.25W
4k70.25W
b) Interruptor abierto = Conectada; interruptor cerrado = Desconectada
10Dis IN
Dis+V terminal [11] or +Vcc terminal [3]
5.1.3 Tacodinamo CC
+T Voltaje positivo de la tacodinamo terminal [14]
-T Voltaje negativo de la tacodinamo terminal [13]
Mnimo voltaje de entrada 2.0 VMximo voltaje de entrada 50.0 V
Resistencia de entrada aprox. 20 k
Rango de velocidad:El rango de velocidad se ajusta con el Potencimetro P1 nmax(mx. velocidadcon la mxima seal de control).
Para utilizar al completo el rango de control de 10 V o 3.9 V, el rango de
voltaje en la entrada de tacodinamo debe ser al menos de 2 V.
Ejemplo con una tacodinamo CC de 0.52 V / 1000 rpm:El voltaje de la tacodinamo de 2.0 V corresponde a una velocidad aproximadade 3850 rpm. Si se quiere usar el rango completo de regulacin, el lmite de
ajuste de la velocidad mxima con el potencimetro nmaxes de 3850 rpm.Se pueden alcanzar rangos de velocidad menores reduciendo el voltaje decontrol o usando una tacodinamo CC de un voltaje superior, como por ejemplo5 V / 1000 rpm.
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5.1.4 Encoder
ChA Canal A terminal [13]
ChB Canal B terminal [14]
Tensin de alimentacin del encoder + 5 VCC mx. 80 mAMxima frecuencia del encoder Interruptor DIP S8OFF: 100 kHz
Interruptor DIP S8ON: 6 kHzValores lgicos del voltaje TTL
bajo mx. 0,8 Valto mn. 2,0 V
La mxima frecuencia de la entrada de encoder puede ajustarse con elmicrointerruptor 8. Por defecto esta frecuencia mxima es de 100 kHz.
Interruptor DIP S8OFF:alto Interruptor DIP S8ON: bajo
Mx. frecuencia entrada 100 kHz Mx. frecuencia entrada 6 kHzResolucin delencoder
mximavelocidad motor
Resolucin delencoder
mximavelocidad motor
1000 6 000 rpm 128 2 812 rpm
512 11 719 rpm 64 5 625 rpm
500 12 000 rpm 32 11 250 rpm
256 23 437 rpm 16 22 500 rpm
128 46 874 rpm
NotaPara conseguir buenas caractersticas de control, se deben utilizar encoderscon pocos pulsos por vuelta cuando el microinterruptor 8 est en la posicin
ONbajo.
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5.2 Salidas
5.2.1 Voltaje auxi liar +Vaux y -Vaux
Voltaje auxiliar para alimentacin de un potencimetro externo (50 k).
+Vaux voltaje auxiliar positivo terminal [5]
Voltaje de salida +3.9 VCC con respecto a Sig_Gnd
Mx. corriente de salida 2 mA
-Vaux voltaje auxiliar negativo terminal [6]
Voltaje de salida -3.9 VCC con respecto a Sig_Gnd
Mx. corriente de salida 2 mA
5.2.2 Alimentacin encoder +Venc
Voltaje auxiliar para la alimentacin del encoder
+Venc Voltaje de alimentacin del encoder terminal [16]
Voltaje de salida +5.0 VCC con respecto a masa (Gnd)
Mx. corriente de salida 80 mA
5.2.3 Lectura del estado Ready
La seal Ready se puede usar para informar tanto del estado operativo comode un fallo a un sistema superior de control. La salida Colector Abierto estnormalmente conectada a Masa cuando no hay fallos. En caso de un fallo porexceso de temperatura o corriente, el transistor de salida deja de conducir.
12
max. 30V
Gnd
Ready Ima x 20mA
Rango de voltaje de entrada mx. 30 VCC
mx. corriente en la carga 20 mA
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6 LED de estado de funcionamientoUn LED verde y rojo muestra el estado de funcionamiento.
6.1 No LED
Razn:
No hay tensin de alimentacin
Polaridad equivocada de la alimentacin
Cortocircuito en la alimentacin de los sensores Hall
6.2 LED Verde
Servoamplificador alimentado
Sin error (sin sobrecalentamiento)
6.3 LED Rojo
Si la temperatura de la etapa de potencia sobrepasa los 85C,la etapa de salida es desconectada. (estado - deshabilitada).El LED rojo empieza a lucir y el LED verde se apaga.
Si la temperatura baja de los. 60C, se conecta de nuevo. (estado - habilitada)El LED rojo se apaga y el LED verde empieza a lucir.
Razn:
Temperatura ambiente elevada
Alta disipacin de potencia en el LSC
Circulacin de aire insuficiente
Superficie disipadora de calor insuficiente
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7 ErroresDefecto Posible causa Indicaciones
El eje no gira Tensin alimentacin Vcc< 12 VCC revise el terminal [3] VCC
Enable no activado revise el terminal [10] Dis IN
Proteccin sobretemperaturaactiva
generacin de calor excesiva en el LSC
seal de control de 0 V revise el terminal [7] -Set y [8] +Set
Modo de funcionamiento errneo revise el ajuste de los interruptores
Malos contactos revise el cableado
Cableado errneo revise el cableado
Lmite corriente demasiado bajo revise el ajuste del pot. P4 Imax
Velocidad no controlada Modo Encoder : seales encoderrevise la secuencia ChA [13]ChB [14]
Modo Tacodinamo: seales taco revise la polaridad -T [13] y +T [14]
Modo IxR: mala compensacin revise el ajuste del potencimetro P2 IxR
8 Instalacin EMC-compatible
Fuente de alimentacin (+VCC- Power Gnd)
Normalmente no se requiere apantallar los cables
Si se usan varios amplificadores conectados a la misma fuente de alimentacin, serecomienda una conexin en estrella.
Cables del motor
Normalmente no se requiere apantallar los cables.
Cables de encoder
Aunque el LSC 30/2 no tiene line driver, se recomienda utilizar un encoder con line driver yaque reduce la sensibilidad a las interferencias.
Use cable apantallado en entornos electromagnticos agresivos.
Conectar la malla del cable en ambos lados (Carcasa del LSC).
Usar cables separados.
Seales analgicas (Set, Tacho, Vaux)
Normalmente no se requiere apantallar los cables.
Use cable apantallado con seales analgicas de bajo nivel y entorno electromagnticoagresivo.
Normalmente se recomienda conectar la malla del cable en ambos lados (Carcasa del LSC).Conecte nicamente en un lado si detectan problemas de interferencias a 50/60 Hz.
Seales digi tales (Disable, Ready)
No es necesario apantallar los cables.
En trminos prcticos, slo la unidad completa comprendiendo todos los componentes(motor, amplificador, fuente de alimentacin, filtros, cables, etc) puede someterse a un testde emisiones electromagnticas para asegurarse que est libre de ruido y que cumple laespecificacin CE.
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9 Diagrama de Bloques
LinearPowerStage
+Motor
-Motor
Gnd
+Vcc 12-30VDC
CurrentDetector
VoltageDetector
DIP6
+5V
+3.9V
-3.9V
Supply
Dis IN Ready
F/V Converter
+Venc
Gnd
Ch A
Ch B
DIP8
+5V/80mA
DIP2
DIP3
+Vcc
Dis +V
Control &Protection
Logic
+Vaux-Vaux Sig Gnd
+3.9V/2mA-3.9V/2mA
P2 IxR
P4 I max
CurrentLimit
P3 Offset
DIP7
PISpeed Control
DIP9
P5 gain
PICurrentControl
-Set value
+Set value
DIP10
P1 n max
+TachoDIP5
DIP4-Tacho
DIP1
10 DimensionesDimensiones en [mm]
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