JB/T 10276-2001 数控机床交流伺服驱动单元通用技术条件

ICS25.040.20

J50

JB/T10276－2001

数控机床交流伺服驱动单元

通用技术条件

GeneralspecificationforA.C.servodriveunit

2001-06-04发布2001-10-01实施

中国机械工业联合会发布

JB/T10276－2001

目次

前言

1范围····················································································································································································································1

2引用标准·········································································································································································································1

3定义····················································································································································································································2

4技术要求·········································································································································································································4

5试验方法·········································································································································································································8

6检验规则·······································································································································································································14

7标志、包装、运输和贮存···································································································································································15

8质量保证要求·····························································································································································································16

附录A（标准的附录）电磁兼容性试验方法···························································································································17

附录B（标准的附录）可靠性试验方法······································································································································19

I

JB/T10276－2001

前言

数控机床用交流伺服驱动单元已被广泛应用于数控机床、工业机器人及军工等领域。在分类上，按

其控制的特征，可分为模拟量控制、全数字化控制以及数模混合控制；按其闭环特点，有只带速度闭环

的，也有速度闭环和位置闭环都具备的。它们品种繁多，但却没有相应的国际标准及国外先进国家标准。

本标准编写目的旨在使国内产品向国际水平靠拢，并能指导行业生产。

本标准根据JB/T8832—1999《机床数字控制系统通用技术条件》要求，参考国际著名大公司的

产品样本并结合我国企业生产情况编制的。

本标准的附录A、附录B都是标准的附录。

本标准由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会提出并归口。

本标准起草单位：北京机床研究所。

本标准主要起草人：厉承兆。

本标准于2001年6月首次发布。

本标准委托北京机床研究所负责解释。

II

中华人民共和国机械行业标准

数控机床交流伺服驱动单元JB/T10276－2001

通用技术条件

GeneralspecificationforA.C.servodriveunit

1范围

本标准规定了数控机床用交流伺服驱动单元的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输

和贮存。

本标准适用于对各类数控机床用交流伺服电动机进行控制的各种交流伺服驱动单元。数控机床用各

种半导体变频调速装置，以及其他用途的交流伺服驱动单元亦可参照执行。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均

为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB191—2000包装储运图示标志（eqvISO780∶1997）

GB/T2423.3—1993电工电子产品基本环境试验规程试验Ca：恒定湿热试验方法

（eqvIEC60068–2–3∶1984）

GB/T2423.5—1995电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Ea和导则：冲击

（idtIEC60068–2–27∶1987）

GB/T2423.10—1995电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Fc和导则：振动

（正弦）（idtIEC60068–2–6∶1982）

GB4208—1993外壳防护等级（IP代码）（eqvIEC529∶1989）

GB/T4588.2—1996有金属化孔单双面印制板分规范（idtIEC/PQC90∶1990）

GB/T4588.4—1996多层印制板分规范（idtIEC/PQC91∶1990）

GB4824—1996工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值

GB/T5080.7—1986设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试

验方案（idtIEC605–7∶1978）

GB/T5226.1—1996工业机械电气设备第一部分：通用技术条件（eqvIEC204–1∶1992）

GB15760—1995金属切削机床安全防护通用技术条件

GB17625.1—1998低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）

（eqvIEC61000–3–2∶1995）

GB/T17626.2—1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

（idtIEC61000–4–2∶1995）

GB/T17626.4—1998电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

中国机械工业联合会2001-06-04批准2001-10-01实施

1

JB/T10276－2001

（idtIEC61000–4–4∶1995）

GB/T17626.5—1999电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

（idtIEC61000–4–5∶1995）

GB/T17626.11—1999电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验

（idtIEC61000–4–11∶1994）

IEC61491∶1995工业机械电气设备控制与驱动装置间实时串行通信数据链路

3定义

本标准采用下列定义。

3.1交流伺服驱动单元

当数控机床以交流伺服电动机作为伺服传动部件时，所对应的交流伺服电动机的控制装置即为交

流伺服驱动单元，以下简称为伺服单元。

3.2交流伺服驱动装置

由交流伺服单元和交流伺服电动机连接在一起构成交流伺服驱动装置，以下简称为伺服装置。

3.3额定输出容量

伺服装置在额定负载、额定转速下工作，伺服单元在长期连续运行而不发生报警的状态下，伺服

单元能连续输出的最大功率称为额定输出容量。

3.4转速变化率（静差率）

伺服装置在某一给定转速下，负载由空载增加到连续工作区中规定的该转速下最大负载时，其转

速变化的相对值称为转速变化率（静差率）S。用百分数表示时：

n−n

S(%)=01×100%……（1）

n0

式中：n0——空载下的转速；

n1——负载下的转速。

3.5调速范围（调速比）

调速范围D是指伺服装置在调速系统时，当电动机轴上施加最高转速时允许的最大负载且转速变

化率S不大于规定值时，电动机能达到的最高转速nmax和最低转速nmin之比。调速范围用式（2）

计算：

n

D=max……………（2）

nmin

3.6稳速精度

伺服装置在额定转速、规定负载条件下连续运行时，当电源电压变化，或环境温度变化，或电源

电压不变、环境温度不变但连续运行若干小时，电动机实测转速与额定转速间最大差值的绝对值

与额定转速的百分比分别叫做电压变化的稳速精度、温度变化的稳速精度、时间变化的稳速精度。

则稳速精度δ（%）：

|n−n|

δ(%)=ie×100%……（3）

ne

式中：ni——实测转速；

2

JB/T10276－2001

ne——额定转速。

3.7静态刚度

具有位置闭环的伺服装置处于空载零速工作状态，对电动机轴端的正转方向或反转方向施加连续

转矩T0，同时测出轴的转角偏移量∆θ，则

T

静态刚度=0…………（4）

∆θ

本标准规定转角采用分为单位，则静态刚度的单位为N·m/(′)。

3.8稳定性

它表示伺服装置抵抗转矩负载扰动的能力。一般以装置稳定运行中突加阶跃负载F后的动态过

程作为典型扰动过程（见图1）。

3.8.1动态速降

当伺服装置稳态运行时，对电动机突然施加转矩负载后所引起的转速最大降落Δnmax与原稳态

值nw1的比叫动态降落。伺服装置随后又逐渐达到新的稳态值nw2，而（nw1–nw2）就是装置在

该扰动作用下的稳态降落。伺服装置突加负载扰动时的动态降落的相对值称为动态速降ΔZ

（%）。

∆n

∆Z(%)=max×100%……（5）

nw1

3.8.2恢复时间

在新的稳态值附近取原稳态值的±1%范围作为允许误差带，从阶跃扰动作用开始到转速基本

上恢复稳态，进入并不再超出该误差带的所需最小时间，定义为恢复时间，用tf表示（见图1）。

图1突加负载的时间响应曲线

3.9跟随性

在给定信号变化作用下伺服装置的转速输出量变化的情况用跟随性指标来描述，在给定信号阶跃

变化下的过渡过程又称阶跃响应。由以下三条来表示（见图2）。

3.9.1上升时间tr

3

JB/T10276－2001

上升时间tr表示转速输出量从零起第一次上升到稳态值nw的90%所经过的时间，它表示动态

响应快速性。

3.9.2超调量σ

超调量σ表示转速输出量超出稳态值的最大转速差值（nmax–nw）与稳态值nw之比，它反映伺

服装置相对稳定性，当用百分数表示时，即

n−n

σ(%)=maxw×100%……（6）

nw

3.9.3调节时间ts

在阶跃响应曲线稳态值附近取稳态值的±5%范围作为允许误差带，以响应曲线达到并不再超

出该误差带的所需最小时间，定义为调节时间，又称过渡过程时间。它用来衡量装置的整个调

节过程快慢。

图2阶跃输入的时间响应

4技术要求

4.1环境适应性

本标准所规定的伺服单元能在下列条件下正常工作。

4.1.1气候环境适应性

伺服单元的工作气候环境条件及贮存、运输气候环境条件见表1。

表1

项目工作气候条件贮存、运输气候条件

环境温度0~40℃–40~+55℃

相对湿度30%~95%（不凝露）≤95%（40℃）

大气压强86~106kPa86~106kPa

4

JB/T10276－2001

4.1.2海拔

当海拔高度不超过1000m时，伺服单元应能保证各项技术指标。当海拔高度超过1000m时，需考

虑空气冷却效果的减弱，此时需按制造厂与用户之间的协议进行设计和使用。

4.1.3振动、冲击

伺服单元应能承受5.22、5.23规定的振动、冲击试验，试验后伺服单元不应有机械上的损坏、变形

和紧固部位（紧固部位用漆点封）的松动现象，通电后电气性能不受到影响，应能正常工作。

注：由于安装地基的振动频率与伺服单元的共振频率相同而产生明显共振时，应对伺服单元采取减振措施。

4.1.4交流输入电源

伺服单元在下列交流输入电源情况下应能正常工作。

4.1.4.1输入电源电压值为0.85~1.1倍额定输入电压。

4.1.4.2频率波动不超过±1Hz。

4.2电气机械结构

4.2.1结构设计

伺服单元结构的安全性应符合GB15760—1995中7.1和7.2的要求，应保证安装、调试、使用和

维修时的安全可靠与维护方便。结构牢固，应能承受在规定条件下的振动试验。

4.2.2外观

表面平整，无凸凹、划伤、裂缝和变形等现象，涂、镀层不应有气泡、流痕和锈蚀。

4.2.3防护等级

安装在电气柜中的伺服单元的防护等级应不低于IP2X。独立安装的伺服单元的外壳应有足够的能

力防止外界固体物和液体的侵入，防护等级应不低于IP54。防护等级应在专用技术条件中作出规定。

4.3部件及辅件的基本要求

4.3.1元件、器件、辅助件及部件

元件、器件、辅助件及部件等应符合相应标准的规定和安装规程。

4.3.2印刷电路板

印刷电路板应符合GB/T4588.2—1996中第5章和GB/T4588.4—1996中第5章的规定。

4.3.3指示灯和按钮的颜色

指示灯和按钮的颜色应符合GB/T5226.1—1996中第10章的规定。

4.3.4导线及母线的颜色

导线及母线的颜色应符合GB/T5226.1—1996中第15章的规定。

4.3.5压接、焊接和绕接接线

压接、焊接和绕接接线应保证有长久良好的导电性，连接线的线径和配线要符合GB/T5226.1—1996

中第14章和第15章的规定。

4.4电气性能要求

4.4.1绝缘电阻

伺服单元中除不允许做高压试验的电路外，在试验点（包括电源电路）与保护接地端之间施加