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KOLLMORGEN AKD®-N 伺服驱动器
时间: 2025-08-25浏览次数：
KOLLMORGEN AKD®-N 伺服驱动器
KOLLMORGEN AKD®-N 伺服驱动器
产品安全与生命周期管理
（一）核心安全警示与合规要求
电气安全
高压风险：驱动器直流母线电压最高达 900V，断电后电容残留电压需 7 分钟才能降至 50V 以下，操作前必须测量母线电压（AKD-C 测 X14 端子、MKD-C 测 X23 端子）。
接地要求：泄漏电流＞3.5mA，需采用双 PE 接线或截面＞10mm² 的 PE 电缆，且安装板需为非涂漆导电材质，避免 EMC 干扰。
静电防护：内部含静电敏感元件，操作前需释放人体静电，避免接触绝缘材料（如化纤衣物），设备需放置于导电表面。
机械安全
高温防护：运行时驱动器外壳温度可能超 80℃，接触前需冷却至 40℃以下，避免烫伤。
自动重启风险：参数 DRV.ENDEFAULT=1 时，上电、电压跌落或断电恢复后可能自动重启，需在机器危险区域张贴 “警告：可能自动启动” 标识。
悬挂负载防护：垂直轴需额外配置机械制动装置（如电机抱闸），并设置 MOTOR.BRAKEIMM=1，确保故障时立即抱闸，防止负载坠落。
合规认证：符合 EC 机械指令（2006/42/EU）、低电压指令（2014/35/EU）、EMC 指令（2014/30/EU），通过 UL/cUL（文件号 E217428）、EAC、RoHS（2011/65/EU）、REACH 认证，STO 功能满足 IEC 62061 SIL 2、ISO 13849-1 PLd/CAT 3 安全等级。
（二）产品生命周期管理
包装与运输
包装规格：采用可回收纸板包装，不同机型尺寸略有差异（如 AKD-N00307 包装尺寸 120×295×370mm，重量 3.2kg），最大堆叠高度 8 箱。
运输条件：温度 -25~+70℃（温度变化率≤20K / 小时），相对湿度≤95%（无冷凝），避免冲击，需由具备静电防护知识的人员操作。
存储与维护
存储条件：温度 -25~+55℃，相对湿度 5%~95%（无冷凝），需保留原包装，最大堆叠高度 8 箱，存储期限建议不超过 2 年（需定期检查包装完整性）。
维护要求：无需常规维护，每年由专业人员检查接线紧固性与外壳完整性；清洁时需先断电，用异丙醇擦拭外壳（避免液体渗入内部），清洁后需静置 30 分钟再通电。
退役与处置：需由电气专业人员拆解，按 WEEE 指令（2012/19/EU）要求，通过原厂指定渠道回收（如中国区寄送至上海市闵行区申滨路 88 号丽宝广场 5 号楼 302 室），禁止随意丢弃。
技术参数与硬件配置
（一）核心技术参数
类别 参数项 AKD-N00307 AKD-N00607 AKD-N01207
机械参数 重量（kg） 1.6 2.1 2.1
尺寸（长 × 宽 × 高，mm） 201×130×75 201×130×75 252×130×75
电气参数 额定供电电压（VDC） 560~680 560~680 560~680
连续输出电流（Arms，最优冷却） 3 6 12
峰值输出电流（Arms，5s） 9 18 30
连续输出功率（kW，最优冷却） 1.3 2.6 5.0
电机电感范围（mH） 6.3~600 3.2~300 2.5~250
环境参数 运行温度（℃） -10~+40（+40~+55 需降额 4%/K） -10~+40（+40~+55 需降额 4%/K） -10~+40（+40~+55 需降额 4%/K）
防护等级 IP65/IP67（UL Type 4x） IP65/IP67（UL Type 4x） IP65/IP67（UL Type 4x）
振动等级 IEC 60721-3-3 Class 3M5 IEC 60721-3-3 Class 3M5 IEC 60721-3-3 Class 3M5
（二）硬件接口与电缆要求
核心接口定义
混合接口（X1/X2）：7 针 M12 连接器，X1 为 “混合输入”（接 AKD-C/MKD-C 或前级 AKD-N），X2 为 “混合输出”（接后级 AKD-N），包含 3 路直流电源（±DC_ST、PE）与 4 路现场总线信号（收发正负），最大电流 18A，电压 850V。
电机接口（X4）：8 针 M23 连接器，混合电缆连接时传输电机功率（U/V/W/PE）、抱闸信号（±BR）与反馈信号（COM±）；双电缆连接时仅传输电机功率与抱闸信号，反馈信号由 X5 单独传输，最大电流 15A，电压 630V。
反馈接口（X5）：17 针 M23 连接器（仅 DF/DS 机型），支持 SFD、EnDat 2.1/2.2、BiSS、HIPERFACE 等反馈类型，传输电源（+5V/0V）、时钟（CLK±）、数据（DAT±）等信号，最大电缆长度 5m。
数字 I/O 接口（X3）：8 针 M12 连接器，含 3 路数字输入（2 路高速输入，更新率 2μs；1 路标准输入，更新率 250μs）、1 路数字输出（最大 30VDC/100mA），DS/DT 机型额外含 2 路 STO 状态输出。
可选接口（X6）：4 针 M12 连接器，DF/DG 机型用于三级现场总线（收发 ±），DS/DT 机型用于本地 STO 输入（±24V，电流 80mA）。
电缆要求：必须使用 Kollmorgen 原厂电缆，关键型号如下：
混合电缆：AKD-C 至 AKD-N 用 CCNCN1-0250（3×2.5mm²+4×0.25mm²，最大长度 40m），AKD-N 级联用 CCNNN1-0250（最大长度 25m）。
电机电缆：混合连接用 CCJNAz-0150（4×1.5mm²+2×0.75mm²+2×0.34mm²，最大长度 5m），双电缆连接用 CMxNAz-0150（功率）+CFyNAz-0020（反馈）。
STO 电缆：DS/DT 机型用 Phoenix SAC 4P-M12MS（4×0.34mm²，最大长度 30m）。
安装与调试流程
（一）机械安装
安装准备：确保安装面为导电材质（如铝制冷板），冷板尺寸需满足要求（AKD-N00307 需 350×350×10mm，AKD-N01207 需 480×400×84mm 带鳍散热器），表面平整度误差≤0.1mm，需粘贴导热膜（型号 849-373000-04 用于 003/006 机型，849-374001-04 用于 012 机型）。
安装步骤：
用 4 个 M5 内六角螺丝（扭矩 0.7~0.8Nm）将驱动器固定在冷板上，确保四周预留≥50mm 散热空间。
若使用可选散热器（50mm 高），需用 4 个 M4×16 螺丝（扭矩 0.2~0.25Nm）将散热器固定在驱动器底部。
检查安装牢固性，避免振动导致接线松动。
（二）电气接线
接线顺序：建议按 “X2（混合输出）→X1（混合输入）→X4（电机）→X5（反馈）→X3（I/O）→X6（可选）” 顺序接线，避免带电操作。
关键接线规范：
电源与接地：PE 线需双接或用截面＞10mm² 电缆，冷板需与系统接地网可靠连接（阻抗≤0.1Ω）。
电机接线：U/V/W 相序需与电机铭牌一致，抱闸线（±BR）需确认极性（接反会导致抱闸失效），混合电缆屏蔽层需通过插头接地。
反馈接线：EnDat/BiSS 反馈需区分时钟与数据线，避免接反；单电缆连接的 DF/DS 机型需在 X5 插 AKD-N-JUMP-X5 连接器（短接 Pin4/Pin5），确保反馈供电。
STO 接线：本地 STO 输入需接 PELV 级 24V 电源（如安全控制器输出），线缆需单独布线，远离功率电缆，避免干扰。
系统拓扑限制：
AKD-C 单串最多接 8 个 AKD-N，MKD-C 单串最多接 14 个（硬件修订版 C），单串总电缆长度≤100m。
单串总电流：AKD-C 两串合计≤17A，MKD-C 单串≤16A；总功率：AKD-C 两串合计≤11kW，MKD-C 单串≤10kW，需计算轴重合系数避免过载。
（三）系统调试
前期准备：
安装 WorkBench 软件（从 DVD 或官网下载），用以太网电缆连接 PC 与 AKD-C/MKD-C 的 X18 接口。
接通系统 24V 逻辑电源（无需主电源），确认 AKD-C/MKD-C 的以太网指示灯亮，PC 能识别驱动器（通过 MAC 地址或名称区分）。
基础配置（通过 Setup Wizard）：
选择驱动器，配置 IP 地址（默认与 CAN 节点地址关联，可手动修改）。
选择电机型号（Kollmorgen 电机自动加载参数，第三方电机需手动输入额定电流、电感等参数）。
配置反馈类型（如 EnDat 2.2），设置齿轮速比（6091h）与馈入常数（6092h）。
执行电机识别与自动调谐，优化电流环、速度环参数。
安全功能测试：
全局 STO 测试：通过 AKD-C/MKD-C 的 X16 端子发送 STO 信号，确认驱动器扭矩切断，电机自由滑行。
本地 STO 测试（DS/DT 机型）：断开 X6 的 STO 使能信号（0V），确认驱动器无法使能；恢复 24V 后，驱动器可正常启动。
功能验证：
使能驱动器（硬件使能 + 软件使能），通过 WorkBench 发送点动命令，确认电机转向与速度符合预期。
测试数字 I/O：配置 DI1 为 “受控停止”，触发后电机按设定减速度（CS.DEC）停机；检查 DO1 输出状态是否与预设功能一致。
监控关键参数：查看直流母线电压（VBUS.VALUE）、电机电流（IL.FB）、温度（DRV.TEMP），确认无异常警告或故障。
安全功能（STO）详解
（一）STO 类型与适用场景
全局 STO：通过 AKD-C/MKD-C 控制整个串的 STO 功能，适用于多轴同步安全控制，支持 1~14 个 AKD-N（硬件修订版 C），响应时间≤10ms（节点越多响应越快），需使用原厂混合电缆，禁止接入 DS/DT 机型（不受全局 STO 控制）。
本地 STO（仅 DS/DT 机型）：通过 X6 接口独立控制单台驱动器，适用于单轴安全需求（如门控联锁），需外接 PELV 级 24V 电源，响应时间≤10ms，STO 状态通过 X3 输出（仅作信息反馈，不用于安全连锁）。
（二）STO 安全特性
STO 结构 ISO 13849-1 IEC 62061 MTTFd（年） PFH（1/h） SFF（%）
AKD-C+1×AKD-N（全局） PLd/CAT3 SIL2 ≥100 2.99E-08 97.08
MKD-C+14×AKD-N（全局） PLd/CAT3 SIL2 ≥100 1.86E-08 94.20
1×AKD-N-DS/DT（本地） PLd/CAT3 SIL2 ≥100 2.90E-08 97.12
（三）使用限制
禁止用于电梯驱动、船舶 / 海洋环境、爆炸性环境及腐蚀性 / 导电粉尘环境。
STO 仅切断电机扭矩，不提供电气隔离，维修时需断开主电源并等待电容放电。
垂直轴需额外配置机械制动，STO 激活前需先将电机降至零速并禁用驱动器。
