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      花樣機自動化 閉環步進驅動器 SS-20806

      發布時間:2015-01-30

      技術特點

      閉環控制模式防止失步發生
      提高電機的力矩輸出
      根據負載自動調整電流輸出大小,降低電機溫升
      適應各種機械負載狀態,參數免調節
      電機運行更平滑,振動更輕微
      加減速動態性大幅度提升
      完善的報警監控
      無振動的零速靜止能力

      最大25600步/轉的十六種細分模式可選

       

      電氣特性(環境溫度Tj=25℃時)

       

      供 電 電 源

      24V~70VDC,容量0.4KVA

      輸 出 電 流

      峰值8.0A/相(Max)(輸出電流根據負載自動修正)

      適 配 電 機

      86SBYG250BS 86SBYG250DS

      編 碼 器

      1000線增量式

      驅 動 方 式

      閉環空間矢量雙極恒流驅動

       

      勵 磁 方 式

      200步/轉,400步/轉,800步/轉,1000步/轉,1600步/轉,2000步/轉,
      3200步/轉,4000步/轉,5000步/轉,6400步/轉, 8000步/轉,10000步/轉,
      12800步/轉,20000步/轉,25000步/轉,25600步/轉

      絕 緣 電 阻

      常溫常壓下>100MΩ

      絕 緣 強 度

      常溫常壓下1KV,1Min


      使用環境及參數

       

      冷卻方式

      自然對流(將驅動器安裝于導熱良好的金屬面上有助于改善散熱)

      使用環境

      場合

      盡量避免粉塵、油霧及腐蝕性氣體

      溫度

      -5℃~+40℃

      濕度

      <80%RH,無凝露,無結霜

      震 動

      5.9m/s2Max

      貯存環境

      溫度

      -40℃~+55℃

      濕度

      <93%RH,無凝露,無結霜

      外形尺寸

      135×77×46mm

      重量

      0.2Kg

       

      功能及使用
      閉環步進系統融交流伺服和開環步進的優點于一身,克服了傳統步進的容易堵轉丟步、功耗大、加減速動態性差、高速運行不穩定等缺點,拓展了步進系統的使用區域,同時也避免了伺服系統參數整定復雜、停止時有抖動、系統成本高等缺點,大幅度的提高了步進系統的整體性能。

       

      預防堵轉丟步
      采用32位DSP為內核的全數字閉環控制方式,驅動器可以控制電流的輸出匹配負載力矩,當負載增加時驅動器增加輸出力矩以保證位置指令的有效跟蹤,負載超出電機當前極限輸出力矩時,驅動器也可以自動調整使電機按照不堵轉的極限模式運行,待負載恢復到正常范圍時自動恢復正常運行,從而保證系統對于負載擾動的抗性得到極大的提升。

       

      降低電機功耗
      驅動器的輸出電流能根據實際負載大小自動修正,輕載時自動降低輸出,換取更佳的效率,從而極大減少電機的發熱,有利于降低系統功耗和提高使用壽命。

       

      優異的動態能力
      閉環步進系統的加減速動態性較開環系統有了顯著的提升,對于控制系統的指令加減速具備很強的耐受力,即使是超出電機輸出能力的加減速指令也可以自動按照極限狀態輸出調節,從而實現動態性能的最優化控制,由此在頻繁啟停的場合可以發揮更佳的性能。

       

      寬泛的負載適應能力
      閉環步進系統對于負載的慣量大小無嚴格限定,即使在很大慣量和負載剛性較差的場合(如皮帶傳動、慣量盤)也可以完美使用,同時也不需要現場的參數調校,避免了伺服應用中復雜的參數設定工作,大大簡化使用的難度。

       

      位置到達的靜態鎖定能力
      閉環步進系統在到達指令位置后可以無抖振的靜止鎖定在理想位置上,而不像伺服系統還需要不斷的修正調節,其動態收斂時間同樣優于開環系統。

       

      更平穩的運行能力
      閉環步進系統可以實現優于開環的運行效果,進一步降低全速度區間的振動和噪音。

       

      電源
      驅動器內部的開關電源設計保證了可以適應較寬的電源電壓范圍,用戶可根據各自的情況在24V到70VDC之間選擇。一般來說較高的額定電源電壓有利于提高電機的高速力矩,但卻會加大驅動器的損耗和溫升。在電源容量大小與系統的負載狀況有關,一般開關電源要關注系統的最大瞬時電流能力(電流輸出能力不小于5.0A),而線性電源則一般按照系統的最大功率選擇(匹配86SBYG250BS電機時不小于100W,匹配86SBYG250BDS電機時不小于150W)。因此采用整流線性電源是更經濟的方案。電源務必注意極性,切忌反接。

       

      單脈沖方式
      本驅動器支持標準單脈沖模式,步進脈沖由脈沖端口接入,由方向端口的電平高低決定電機的運轉方向。為確保信號的可靠正確響應,方向信號應保證至少超前脈沖信號2us。驅動器上電復位需要耗時1秒,之后才可正常響應指令信號。雙脈沖接口的要求需要用戶向生產商定制。

       

      細分選擇
      用戶可以通過驅動器面板上的第1、2、3、4四位撥碼開關選擇共16種細分模式,用電機每轉的步數標識,用戶可以根據需要自行選擇細分(詳見細分模式選擇表)。
      注:用戶對細分模式的更改需要驅動器重新上電方可生效。

       

      功能狀態指示
      黃色LED 為電源指示燈,當驅動器接通電源時,該LED 常亮;當驅動器切斷電源時,該LED 熄滅。紅色LED 為故障指示燈,當出現故障時,該指示燈以不同方式亮滅。紅色LED不同的亮滅方式代表不同的故障信息,其中慢閃時紅燈亮的時長為280ms,快閃時紅燈亮的時長為140ms,閃滅間隔時間為1.8s。具體關系如下表所示:

       

      過載報警
      本驅動器適配的86電機其額定電流為6.0A,驅動器根據實際狀況需要可以提供一定的過載輸出以克服短暫的負載擾動,但由于設計失誤導致持續長時間的過載將導致電機因過熱損壞,因此在監控到持續過載時可輸出報警信號,端子輸出信號時紅燈同步閃爍,驅動器暫停工作必須重新上電才能恢復工作;過載報警可由撥碼開關選擇使能與否,在確保電機散熱條件滿足的前提下可以禁止過載報警,在出現過載時將輸出報警信號,仍持續輸出不變。

       

      位置超差報警
      由于電機輸出扭矩不足,導致電機的實際位置落后于接收到的指令要求,當累積的位置偏差達到規定的限值時(一圈)將觸發位置超差報警,端子輸出信號紅燈同步閃爍,驅動器暫停工作必須重新上電才能恢復工作。位置超差報警可由撥碼開關選擇使能與否,一旦禁止超差報警,在出現超差時將輸出報警信號,仍持續保持工作。

       

      過壓保護
      當電源電壓波動或電機制動等原因造成直流母線電壓超過90VDC時,驅動器過壓保護電路動作,驅動器報警燈(紅色)閃爍,驅動器暫停驅動電機,需人工斷電再上電才可解除報警。出現該故障后用戶需要檢查電源電壓,適當降低輸入的電源電壓。

       

      欠壓保護
      驅動器檢測到輸入直流母線電壓低于20VDC時,驅動器欠壓保護電路動作,驅動器報警燈(紅色)閃爍,切斷電機繞組輸出停止運行,需人工斷電再上電才可解除報警。出現該故障后用戶需要檢查電源電壓和容量,適當提高輸入的電源電壓。

       

      過流保護
      輸入的直流母線電流超出設定的上限時將觸發驅動器過流報警,驅動器切斷輸出,保持報警燈和端口的持續輸出,直到斷電才可清除報警狀態。過流的原因包括驅動器內部的元件損壞、負載重且電源電壓過低等因素,需要仔細排查必要時返廠檢測。

       

      上電自檢
      驅動器上電后會自動進行內部狀態檢測,若正常則進入預備工作狀態,當檢測不通過時會根據情況輸出報警信號。由紅燈閃爍方式進行指示,當出現閃爍三次停一秒時,請斷電檢查電機接線或者編碼器線后再嘗試上電;出現閃爍兩次停一秒時需要返廠檢修。在檢測設定電機碼盤時需要電機鎖軸后轉動一個角度(0.9度),應注意機械的配合,若上電后電機被卡住將使碼盤檢測失敗導致報警。所有自檢故障都必須斷電才可清除。完成自檢需要1秒左右,此時的指令將不能正常響應。

       

      控制信號
      驅動器的接線端子采用可拔插端子,可以先將其拔下,接好線后再插上。輸入控制信號采用雙端接口,可根據需要接共陽、差分等多種接口形式。接口可適應TTL、OC、差分等信號格式,脈沖和方向端口可以適應5V~24V的電壓。信號過強或過弱都可能影響接口光耦的反應速度,從而影響信號的通過頻率。

       

      脈沖信號輸入
      驅動器端口內置光耦,光耦導通一次被驅動器解釋為一個有效脈沖。對于共陽極而言低電平為有效,此時驅動器將按照相應的時序驅動電機運行一步。為了確保脈沖信號的可靠響應,光耦有效導通的持續時間不應少于2μs。本驅動器的信號響應頻率為200KHz,過高的輸入頻率或不符合標準的脈沖寬度將可能得不到正確響應。

       

      方向信號輸入
      該信號作為控制電機的轉向信號,該端內部光耦的通、斷被解釋為控制電機運行的兩個方向??刂齐姍C轉向時,應確保方向信號領先脈沖信號至少2μs建立,從而避免驅動器對脈沖的錯誤響應。

       

      報警信號輸出
      該信號作為驅動器的報警輸出,其輸出方式與報警燈閃爍的方式相同,當出現報警時內部光耦導通,端口可以滿足不小于50mA的電流帶載能力。

       

      輸入接口電路

       

      輸入信號波形和時序

       

      編碼器接口
      電機碼盤電纜應按照對應顏色正確連接到驅動器的碼盤接口端子上。用戶根據需要自行延長碼盤的連線最長不超過10米,線材采用同軸屏蔽電纜,屏蔽層根據需要可以連接到系統外殼保護地上。
      注:碼盤接口中的電源不允許用于其他用途。

       

      典型接線圖

       

      外形尺寸

       

      使用注意事項

         由于儲運環境溫度的劇烈變化,容易產生凝露或結霜,此時應把驅動器放置12小時以上,待驅動器溫度與環境溫度一致后,方可通電運行。若長時間貯存在非適宜環境中,運行前應重新檢測產品的質量。
         為了更好的使用本驅動器,用戶在系統接線時應遵循功率線(電機相線,電源線)與弱電信號線分開的原則,以避免控制信號被干擾。在無法分別布線或有強干擾源(變頻器,電磁閥等)存在的情況下,最好使用屏蔽電纜傳送控制信號。采用較高電平的控制信號對抵抗干擾也有一定的意義。
         電源質量的好壞直接影響到驅動器的性能和功耗,電源的紋波大小影響細分的精度,電源共模干擾的抑制能力影響系統的抗干擾性,因此對于要求較高的應用場合,用戶一定要注意提高電源的質量。
         驅動器的輸出電流是指驅動器每相輸出電流的峰值,使用串電流表的方式不能得到正確的讀數。
         驅動器安裝時應保證設備的通風良好,并定期檢查散熱風扇運轉是否正常;機柜內有多個驅動器并列使用時要保證相互之間的距離不小于5CM。
         用戶若對驅動器的電源電壓、電流、細分、信號端口等有特制要求的,請與廠家聯系,可根據客戶需求進行產品定制,產品型號末尾標注Ver*.*的標示為特殊定制品,*.*為特殊定制版本號。本說明書只針對標準產品,不包含根據客戶需求定制產品的要求。

       

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