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ksa63ssv21

齐齐哈尔大华电气有限公司

KSA23/63系列

晶闸管直流调速装置

用于机床进给驱动和伺服驱动

容量30～130A

使用说明书V2.22001.11

1概述…………………………………………………………1

2产品规格及参数……………………………………………2

3安装…………………………………………………………5

4工作原理……………………………………………………6

5操作和使用…………………………………………………12

6维修、保养及故障排除……………………………………19

7产品资料、备件……………………………………………21

附录一外部辅助元件的选择…………………………………22

附录二电流互感器负载电阻与装置电流……………………22

1概述

本说明书详细描述了KSA63及KSA23系列产品的工作原理、使用要求及维修方法。

用户在安装和使用之前，应学习并掌握这些内容。

使用本说明书时请参考该产品的电路图。

1.1型号说明

KSA□3-□□□/□□□

额定直流输出电压V

额定直流输出电流A

进线方式2变压器、电抗器

6电抗器

1.2适用范围

该系列产品与伺服电机组成伺服系统，用于各种机床进给驱动和数控机床伺服系统

以及要求宽调速范围的生产机械。

1.3工作条件

a.海拔高度不超过1000m，超过时应降额使用；

b.周围环境温度不超过+40℃，最低温度不低于0℃；

c.空气相对湿度在最高温度40度时不超过50%RH，在较低温度时允许有较高的相对湿度.（如20℃以下时90%RH）；

d.空气中不得有过量的尘挨；没有酸、盐、腐蚀及爆炸性气体；

e.安装地基处允许振动频率10-150Hz时，最大振动加速度不超过50m/s2；安装斜度不超过5%。

f.交流电源电压波形为正弦波，电压幅值持续波动不超过+15～-10%

2产品规格及参数

2.1产品规格1）

序

号

型号规格

额定交流输入

相数电压Ｖ电流Ａ

额定直流输出

电压V电流A

短时间2）

最大电流

进线方式

1

2

3

4

5

KSA23-30/220

KSA23-40/220

KSA23-60/220

KSA23-90/220

KSA23-130/220

323024

323032

323048

323072

3230104

22030

22040

22060

22090

220130

变压器、电抗器

变压器、电抗器

变压器、电抗器

变压器、电抗器

变压器、电抗器

6

7

8

9

10

KSA63-30/400

KSA63-40/400

KSA63-60/400

KSA63-90/400

KSA63-130/400

338024

338032

338048

338072

3380104

40030

40040

40060

40090

400130

电抗器

电抗器

电抗器

电抗器

电抗器

11

12

13

14

15

KSA23-30/440

KSA23-40/440

KSA23-60/440

KSA23-90/440

KSA23-130/440

344024

344032

344048

344072

3440104

44030

44040

44060

44090

440130

变压器、电抗器

变压器、电抗器

变压器、电抗器

变压器、电抗器

变压器、电抗器

说明:

1）特殊规格的装置可以协议供货;

2）有要求时需在订货时提出。

2.2主要电气参数

2.2.1主电路

端子号

电气参数

1U

1V

1W

主电路输入端子

额定输入交流电压

──KSA23-.../220230V±10%3-ph.50Hz±2%

──KSA63-.../400380V+10%-5%3-ph.50Hz±2%

──KSA23-.../440440V±10%3-ph.50Hz±2%

1C

1D

主电路输出端子

额定输出直流电压

──KSA23-.../220±220V

──KSA63-.../400±400V

──KSA23-.../440±440V

短时间最大电流最大为额定输出电流×4（A）

2.2.2控制电源

端子号

电气参数

26

28

30

控制电源输入端子

输入电压

──KSA23-.../220230V±10%3-ph.50Hz±2%

──KSA63-.../400380V±10%3-ph.50Hz±2%

──KSA23-.../440440V±10%3-ph.50Hz±2%

7

控制电压输出端子非稳压输出

输出电压

+24V;≤50mA

45

44

给定电源输出端子稳压输出

输出电压

+15V;≤20mA

-15V;≤20mA

2.2.3其它技术参数

转矩反向时最大延时4～8mS

调速范围1:

10000

防护等级IP00

2.3说明

2.3.1装置容量与环境温度的关系见表1

环境温度

额定负载的调整量%

℃

自然风冷

强迫风冷

+30

+35

+40

+45

+50

+55

+60

+13

+8

+4

+0

-6

-11

-18

+4

0

-6

-12

-17

-22

2.3.2装置容量与海拔高度的关系见表2

海拔高度m

额定负戴的调整%

≤1000

≤2000

≤3000

≤4000

0

-15

-25

-30

3安装

KSA□3系列调速装置被设计成垂直安装形式,可安装在电柜或机床上。

图3-1KSA□3系列≤40A安装图

安装时应注意有足够的空间,以保证装置的冷却条件。

安装时请参考图3-1和图3-2。

图3-2KSA□3系列>40A安装图

4工作原理

4.1概述

KSA□3系列直流调速装置是一种单闭环逻辑无环流电枢可逆的调速系统,采用一个带并联

限流环节的转速调节器,具有良好的动态响应特性。

原理框图参见图4。

4.2主电路单元和冷却方式

主电路采用三相桥式反并联电路、逻辑无环流可逆方式，可以四象限运行。

采用模块式可控硅元件，并安装在一块散热器上，结构紧凑，便于维修和保养。

由A4板提供浪涌吸收和过电压保护电路。

额定直流电流≤130A的装置采用自然风冷。

额定直流电流>130A装置采用强风冷,借助于测量散热器表面温度对冷却风扇进行监控。

4.3控制单元

全部的控制电路，分装在三块电路板单元上，这些电路板被放置在主电路的前面，但可以向前翻转180°（便于调整和维护）。

A1电路板单元

转速调节器和适应器

转速调节器是一个参数分别可调的PI调节器。

它的输入信号是转速给定值和实际值。

低速时,与转速给定有关的反馈的改变产生了良好的动态响应。

转速调节器的输出通过限流电路直接驱动触发电路，避免了由于电流内环而产生的延时。

电流限制

限流控制与DC伺服电机的要求相一致。

它只在电流实际值达到最大的限流给定值时才插入调节系统;限流给定值由转速和电机特性决定。

工厂设置的最大限流给定值可以通过在端子96施加信号来改变。

A2电路板单元

触发装置

触发装置产生与主电路电压同步的触发脉冲（该脉冲由大约10kHz的脉冲信号调制）。

无环流逻辑

当转矩方向改变时，无环流逻辑电路检测出所需要的电流方向并发出切换命令；当原来的电流减至0并延时4-8mS后,允许另一方向电流接通。

A3电路板单元

电源

提供两路电源:

±15V稳压输出;+24V非稳压输出

故障检测

可检测出下列故障状态：

缺相，相序错；

测速机开路；

过流延时保护;当电机过载时,产生一个延时;延时到后如电机仍处于过载状态，可发出指示和故障信号。

检测出故障后，立即发生瞬时封锁信号，同时准备好继电器断开。

“调节器释故”功能（端子64）

当“调节释故”无效时，装置内部发生“给定=0”信号，系统处于制动状态，直到“零转速”信号发出，封锁调节器。

当装置被接通并且端子64加上+24V电压时，调节器处于释放状态。

此时如果有给定信号时，装置将驱动电机运转。

4.4端子功能

4.4.1动力端子

端子

功能

1U

1V

1W

主电路交流侧联结

1C

1D

主电路直流侧联结

4.4.2控制电源端子

端子

功能

26

28

30

1、控制回路电源

2、产生同步信号

3、缺相和相序错检测

4.4.3信号端子

端子

功能

17

55

转速实际值输入

输入信号电压60～230V

转速实际值输入

输入信号电压20～60V

测速发电机的输出电压非线性误差不超过额定电压的0.5%～0.7%

输出电压的低频脉冲幅值不超过额定电压的1.5%（有效值）

13

68

参考电位0V

屏蔽

56

14

70

转速给定输入0～±10V

参考电位0V

屏蔽

64

63

7

调节器释效

+20～+30V──调节器释放有效

装置进入运行状态，V7指示灯灭

0V或开路──调节器释放无效

此时正在运行的装置首先进入制动状态,直到n

（零速信号）时,封锁调节器和触发脉冲,V7指示灯亮

脉冲释放

+20～+30V──脉冲封锁信号无效

0V或开路──脉冲封锁信号有效,V8指示灯亮

非稳压电源输出+24V≤50mA

端子63和64的控制电源

45

44

71

稳压电源输出+15V≤20mA

稳压电源输出-15V≤20mA

用于给定信号的电源

参考电位0V

R

故障复位0V──清除故障信号

96

69

外部限流输入

参考电位0V

72

74

73

常开结点工作准备就续继电器KA0输出端子

──当端子26、28、30加入额定电压及监控电路显示正常时

端子72、73接通。

常闭结点

公共点

4.5电位器功能

4.5.1A1电路板单元上电位器功能

电位器

功能

R11

最高转速调节（对应最大给定时的转速）

R99

限流调节Imax=In（%-100%）

R35

转速调节器积分时间常数TN调节

R56

转速调节器积分时间常数自适应系数（TNX系数）调节

R25

转速调节器比例增益KP调节

R51

转速调节器比例增益自适应系数（KPX系数）调节

R20

转速调节器漂移补偿

4.5.2A2电路板单元上电位器功能

R100

死区调节

4.5.3A3电路板单元上电位器功能

R20

转速调节器漂移补偿

R303

最小转速门限调节最高转速的0.4%-3.4%

R331

过流保护门限调节

R335

过流保护延时调节

图4原理框图

5、操作和使用

5.1使用及说明

图5-1为KSA3系列产品的典型应用原理图。

5.1.1主要元器件的功能

序号

项目代号

名称

作用

1

2

3

4

5

6

7

8

9

FU1～3

TV1

FU4～6

KM1

QF2

FU7、FU8

RP1

RP2

RP3

熔断器

整流变压器

快速熔断器

交流接触器

自动开关

快速熔断器

电位器

电位器

电位器

普通熔断器保护变压器用

使装置输出电压与电机配合（需要时才有）

主回路元件保护用

接通主回路电源

控制电源开关

直流侧过流保护用

最高给定电压调整（对应最高转速）

给定电位器

最小给定电压调整（对应最低转速）

5.1.2说明

A、保证1U、1V、1W与26、28、30同相位;

B、保证右旋相序；

C、给定和反馈信号线必须加以屏蔽。

屏蔽线的一端与装置的屏蔽端子相联结；另一端不得与其它导电物体相联结（保持悬空状态）。

D、多台装置共用一台整流变压器时，必须分别安装进线电抗器。

E、通电、断电顺序：

①接通控制电源；

②无故障继电器接通；

③接通主电路接触器；

④接通端子64，按给定转速运转；

⑤断开端子64，制动至零转速；

⑥接通端子64，按给定转速运转（另一方向转动）；

⑦断开端子64，制动至零转速；

⑧断开主电路接触器；

⑨断开控制电源。

5.2调整

说明：

1）以图5-1、图5-2为例

2）过流保护参数由制造厂整定，用户应在定货时提供具体要求。

开始

1

断开全部开关

主电路和控制电路无电压

2

根据设计图样检查接线状况

必须保证主电路与控制电路同相

3

主电路和控制电路必须分开布线

必须保证在电源接通时没有寄生信号进入控制信号输入端

4

改正错误接线

5

记录

电动机测速发电机和装置的铭牌数据

6

确定最高转速和最大给定电压

7

检查传动机构在电气和机械上是否准备好

8

通电检查

接通主开关

接通控制电源开关

9

只有V7指示?

10

是

否

测量

端子26与28380VAC

28与30380VAC

30与26380VAC

或与铭牌数据符合

检查

1、63端子未接+24V

2、相序错或缺相

3、其它原因

排除故障重新开始

11

接通主接触器

（注意：

端子64应保持开路）

12

测量

端子26与1U0VAC

28与1V0VAC

30与1W0VAC

13

测量结果正确？

14

是

否

接线错误

排除故障重新开始

15

断开主接触器KM1

断开控制电源（断开QF2）

将A1板开关S1向左拨动

（两个开关一起拨动）

16

接通控制电源

接通主电路电源

端子64加+24V

17

缓慢增加给定电压，直到电机开始转动

18

测量给定信号与测速机信号的极性

19

极性相同?

是

否

20

断开端子64

断开主电路电源

断开控制电源

断开端子64

断开主电路电源

断开控制电源

调整测速机极性

转步骤16

21

将A1板开关S1向右拨动

（两个开关一起拨动）

22

调整电位器

R11（反馈强弱）调整最高转速刻度_____

R35速度调节器积分时间调整刻度_____

R56适应器积分时间系数调整刻度_____

R25速度调节器比例增益凋整刻度_____

R51适应器比例增益系数调整刻度_____

R100死区调整刻度_____

23

接通控制电源（接通QF2）

接通主电路电源（接通KM1）

端子64接通+24V

24

缓慢增加给定电压（端子56）

观察电机转动情况

25

加给定电压至50%

缓慢调节电位器R11，直到电机转速达到最高转速的50%

26

端子56──0V

电机处于静止?

是

否

调节电位器R20

转步骤26

27

调节器参数调整

端子56给定50%转速

端子56给定小阶跃信号

28

阶跃响应满足要求?

是

否

调节电位器:

R35积分时间常数

R25比例增益

29

端子56给定5%转速

端子56小阶跃信号

30

阶跃响应满足要求?

是

否

调节电位器

R56适应器积分时间常数

R51适应器比例增益

重复步骤30

31

最高转速运行

端子56给定100%转速

测量电机实际转速

32

等于最高转速?

33

是

否

微调R11

重复步骤32

34

端子56给定100%转速

断开端子64

电动机制动，减速停车

35

制动良好?

36

是

否

微调R303（位于A3板）

37

正反转分别操作数次

38

结束调整

断开端子64

断开主电路电源

断开控制电路电源

39

结束

过流延时参数调整

40

在断电情况下，将A1板上的一关S1向左拨动两个开关一起拨动）

41

断开电机电枢接线（端子1C、1D）

在端子1C、1D上接电阻负载（电阻的额定值应与装置匹配）

42

接通控制电源

接通主接触器

接通端子64

43

在端子56上加给定电压

缓慢增加给定电压，直到输出电流达到电机额定值（或按技术要求）为止

44

缓慢调节电位器R331

观测

A3板测试点P47出现缓慢的正向积分？

45

是

否

重复步骤44

46

增加给定电压，直到输出电流达到电机额定值的120%（或按技术要求）为止

记录出现过流延时报警信号的时间

47

延时时间满足要求？

48

是

给定电压减少至最小

断开端子64

断开主接触器

断开控制电源

恢复原接线

将S1向右拨动

否

给定电压减少至最少

调节电位器R335

（如果调节R335仍不能满足要求时,可调节电容C333）

故障复位

重复步骤46

49

结束

图5-1典型接线图

图5-2典型控制逻辑图

6维修、保养及故障排除

6.1常见故障表

故障现象

故障原因（可能的）及排除

电动机不起动

电源电压未加上或没有励磁电源

发光二极管V8亮

端子63未加+24V，缺相、相序错

发光二极管V7亮

端子64未加+24V──属于正常状态

发光二极管V14、V322亮

转速反馈信号线切断

测速机失灵

发光二极管V14、V336亮

励磁电流太小

没有励磁电源

发光二极管V14、V326亮

电枢回路电流超过额定值电流

电动机转速过高

电枢接线或速度反馈信号线极性接错;

速度给定值有干扰加入;

速度反馈强弱调节有错;

检查有关其它部分

电动机转速快、慢不匀

调节器未调节到最佳状态

速度反馈信号失灵

机械失灵（测速机固定不牢固，机械传动松动）

电动机起动到额定转速时间太长

或达不到额定转速

电流反馈负载电阻过大（相当于电流限流过低）

如果允许减小负载电阻

切削能力太小

最大电流给定，励磁电流没有调好;

电机或装置功率选得太小;

传动装置或制动失灵

机械磨损过度

装置的限流与转速有关的限流给定、转速反馈信号的调整没有达到最佳状态

6.2注意事项

A、一定要在装置无电压的情况下查找并排除故障;

B、在装置通电前首先将接线的端子盖板盖好;

C、在出现并排除故障后，一定要按第6章的步骤重新进行调试，直到装置没有故障，

并能正常工作为止

7产品资料、备件

7.1资料

产品出厂时随机带下列资料:

A、使用说明书1本

B、电原理图1本

7.2备件

本产品的备件由用户和生产厂协商决定后，在订货合同中注明。

附录一外部辅助元件的选择1）

额定直流

输出电压

V

额定直流

输出电流

A

交流侧快速熔断器

型号数量

直流侧快速熔断器

型号数量

变压器

电抗器

220

220

220

220

220

30

40

60

90

130

RS3-500V/30A3

RS3-500V/40A3

RS3-500V/60A3

RS3-500V/100A3

RS3-500V/150A3

RS3-500V/40A2

RS3-500V/50A2

RS3-500V/80A2

RS3-500V/100A2

RS3-500V/150A2

SZB1-0.6-10

SZB1-0.6-16

SZB1-0.6-20

SZB1-0.6-31

SZB1-0.6-50

SJK1-0.6-25/5.1

SJK1-0.6-33/5.1

SJK1-0.6-50/5.1

SJK1-0.6-74/5.1

SJK1-0.6-106/5.1

400

400

400

400

400

30

40

60

90

130

RS3-500V/30A3

RS3-500V/40A3

RS3-500V/60A3

RS3-500V/100A3

RS3-500V/150A3

RS3-500V/40A2

RS3-500V/50A2

RS3-500V/80A2

RS3-500V/100A2

RS3-500V/150A2

SJK1-0.6-25/8.8

SJK1-0.6-33/8.8

SJK1-0.6-50/8.8

SJK1-0.6-74/8.8

SJK1-0.6-106/8.8

440

440

440

440

440

30

40

60

90

130

RS3-500V/30A3

RS3-500V/40A3

RS3-500V/60A3

RS3-500V/100A3

RS3-500V/150A3

RS3-500V/40A2

RS3-500V/50A2

RS3-500V/80A2

RS3-500V/100A2

RS3-500V/150A2

SZB1-0.6-20

SZB1-0.6-25

SZB1-0.6-40

SZB1-0.6-63

SZB1-0.6-80

SJK1-0.6-25/10.2

SJK1-0.6-33/10.2

SJK1-0.6-50/10.2

SJK1-0.6-74/10.2

SJK1-0.6-106/10.2

1）本表数据仅供参考!

附录二电流互感器负载电阻与装置电流

额定电流A

最大电流A

负载电阻Ω

30

40

40

60

60

90

90

120

130

190