HS57驅動器說明書

普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 1 HBS57 全全數數字字式式閉閉環(huán)環(huán)二二相相步步進進驅驅動動器器 使使用用說說明明書書 使用前請仔細閱讀本手冊 以免損壞驅動器 一 產品簡介一 產品簡介 2 1 概述 2 2 技術背景與特點 2 3 性能參數 2 4 產品相對優(yōu)勢 2 二 電氣 機械和環(huán)境指標二 電氣 機械和環(huán)境指標 3 1 電氣指標 3 2 使用環(huán)境及參數 3 3 機械安裝尺寸圖 單位 MM 3 4 加強散熱方式 4 三 驅動器接口與接線介紹三 驅動器接口與接線介紹 4 1 接口定義 4 2 控制信號接口電路圖 5 3 控制信號時序圖 6 4 控制信號模式設置 6 四 撥碼開關設定四 撥碼開關設定 6 1 細分設定 6 2 電機型號選擇 7 3 脈沖輸入方式選擇 7 4 電機旋轉方向 7 五 驅動器參數設置五 驅動器參數設置 7 六 供電電源選擇六 供電電源選擇 7 七 產品保修條款七 產品保修條款 8 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 2 HBS57 全數字式閉環(huán)步進驅動器全數字式閉環(huán)步進驅動器 一 產品一 產品簡介簡介 1 1 概述 概述 HBS57 是本公司基于十幾年步進與伺服研發(fā)經驗 開發(fā)成功的一款新型 閉環(huán)步進電機驅動器 采用最新專用電機控制雙核 DSP 芯片和應用矢量型 閉環(huán)控制算法 從而徹底克服了開環(huán)步進電機丟步的問題 同時也能明顯提升 電機的高速性能 降低電機的發(fā)熱程度和減小電機的高中低速振動 從而提升 機器的加工速度和精度以及降低機器的能耗 此外 在電機連續(xù)過載時 驅動 器會輸出報警信號 具有與交流伺服系統同樣的可靠性 當然電機安裝尺寸 與傳統的二相 42 57 系列步進電機完全兼容 傳統步進驅動方案極易升級 并 且成本相比開環(huán)步進電機增加不多 僅相當于傳統交流伺服系統的 30 50 2 技術背景與特點技術背景與特點 閉環(huán)步進電機控制作為一種新型的步進電機控制技術 是在傳統二相步進 電機后軸上安裝了高精度光學增量編碼器 由于編碼器具備轉子實時位置信息 回傳特性 所以驅動器可以實時監(jiān)測電機軸位置 每秒取樣電機軸位置信息達 到 20000 次 這使得驅動器可實時補償位移偏差 保證精確定位 而傳統開環(huán) 步進電機 由于無編碼器反饋轉子實時位置信息 當負載突然變化時 電機會 出現丟步 從而導致定位錯誤 最終給用戶帶來巨大損失 閉環(huán)步進系統特別適用于低剛性負載情況 如 皮帶 滑輪系統 如果 使用交流伺服系統 它們有一個共同的問題 就是一直要做補償動作 為了得 到較好的剛性 交流伺服系統特別希望工作在高增益條件下 這樣極易導致交 流伺服電機定位時會偏離位置 而驅動器會通過相反方向超調來糾正偏差 這 種空震現象 在系統中十分普遍 其中靜止摩擦力明顯高于運行摩擦力 解決 方案是降低增益 但是響應速度和精確度會受到影響 而閉環(huán)步進系統能完美 解決這個問題 它利用步進電機的獨特性能 將其固定在既定位置 減少震蕩 這種優(yōu)點特別適用于納米技術 半導體制造 視覺系統和噴墨打印領域 因為 以上制造行業(yè)對系統的低振動性有很高要求 HBS57 采用了 1000p r 高精度光學編碼器 區(qū)別于傳統的內部微細分步進 驅動器 系統內部的高性能雙核數字信號處理器 DSP 使用矢量控制和濾 波技術 以最低次諧波達到平穩(wěn)的旋轉控制 在高負載和高速情況下 HBS57 表現依舊出色 不會出現失步或定位錯 誤 轉矩輸出較之普通步進電機和驅動器而言 HBS57 在長時間內可保持高 轉矩輸出 在 100 負載情況下 步進電機持續(xù)運轉而不會出現失步現象 區(qū) 別于傳統開環(huán)步進驅動器 HBS57 倚靠其創(chuàng)新的電流相位控制技術 實現了 在高速運動條件下 持續(xù)高轉矩運行 因其可以實時監(jiān)測當前定位特性 讓步 進電機實現了在 100 負載下 仍可以保持高轉矩輸出 由于 HBS57 驅動器可以根據負載變化 實時調整控制電流 因此可以減 少熱量的產生 提升使用效能 相比開環(huán)步進電機 發(fā)熱量減少 50 以上 使得電機和軸承壽命得以延長 提升產品品質 降低維修率 3 性能參數性能參數 采用全新 32 位電機控制專用雙核 DSP 芯片 采用先進的矢量電流及速度和位置閉環(huán)控制算法 靜態(tài)電流和動態(tài)電流比例可以任意設置 0 7A 范圍內 可驅動 42 60 全系列二相混合式步進伺服電機 電機標配 1000 線高精度編碼器 光耦隔離差分信號輸入 脈沖響應頻率最高可達 200KHZ 細分 16 檔設定 400 51200 特殊細分可按客戶要求更改 具有過流 過壓 超速 過熱 跟蹤誤差超差等保護功能 支持指令控制模式 集成 RS232 通信功能 并且支持 PC 端軟件調試參數 4 4 產品相對優(yōu)勢產品相對優(yōu)勢 優(yōu)于開環(huán)步進電機驅動器的特點 準確定位 電機不會失步 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 3 定位穩(wěn)定 即使受到外部力量影響 如機械振動或垂直定位保持 也 會自動回復到原位 采用 100 額定轉矩來驅動電機 而傳統開環(huán)步進電機為避免失步問 題 通常只會用 50 額定轉矩來驅動電機 HBS57 的控制電流依負載而定 電機能在高速下運行 而傳統步進 電機無論荷重 一律使用恒定電流 因此能效大大提高 由于電機轉矩輸出沒有損失 所以電機的體積相比原來的開環(huán)系統降 低 1 2 檔 從而使電機的安裝尺寸更小 系統成本下降 優(yōu)于交流伺服電機驅動器的特點 無需調整增益 應負載變化自動調整增益 維持穩(wěn)定的位置控制 定位完成后無抖動 可以實現快速定位 加減速曲線可以更陡 從而提高加工效率 擅長在快速短行程運動中持續(xù)運行 成本只是交流伺服系統的 30 50 二 電氣 機械和環(huán)境指標二 電氣 機械和環(huán)境指標 1 1 電氣 電氣指標指標 HBS57 參參 數數 最小值最小值典型值典型值最大值最大值單位單位 連續(xù)輸出電流連續(xù)輸出電流0 7 0A 輸入電源電壓輸入電源電壓 16 36 70VDC 邏輯輸入電流邏輯輸入電流71020mA 編碼器電流編碼器電流50mA 脈沖頻率脈沖頻率0 300kHz 絕緣電阻絕緣電阻500M 2 2 使用環(huán)境及參數 使用環(huán)境及參數 冷卻方式冷卻方式自然冷卻或外加散熱器 使用場合盡量避免粉塵 油霧及腐蝕性氣體 溫度 0 50 濕度40 90 RH 使用環(huán)境使用環(huán)境 震動5 9 m s2 Max 保存溫度保存溫度 20 80 重重 量量約 285 克 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 4 3 3 機械安裝尺寸圖 機械安裝尺寸圖 單位單位 mm mm 4 4 加強散熱方式 加強散熱方式 1 驅動器的可靠工作溫度通常在 60 以內 電機工作溫度為 80 以內 2 安裝驅動器時請采用直立側面安裝 使散熱器表面形成較強的空氣 對流 必要時靠近驅動器處安裝風扇 強制散熱 保證驅動器在可靠工作 溫度范圍內工作 三 驅動器接口與接線三 驅動器接口與接線介紹介紹 1 1 接口定義 接口定義 A 電機和電源輸入端口 電機和電源輸入端口 端子號符 號名 稱引線顏色說明 1A A 相電機繞組 紅色 2A A 相電機繞組 綠色 3B B 相電機繞組 黃色 4B B 相電機繞組 藍色 5 VDC電源輸入正極 6GND電源輸入負極 DC16 70V 注意 電機線相位間不能互換注意 電機線相位間不能互換 B 編碼器信號輸入端口 編碼器信號輸入端口 端子號符 號名 稱引線顏色說明 1EB 電機編碼器 B 相正輸入黃色 2EB 電機編碼器 B 相負輸入綠色 3EA 電機編碼器 A 相正輸入黑色 4EA 電機編碼器 A 相負輸入藍色 5VCC編碼器電源 5V 輸入紅色 6EGND編碼器電源地白色 C 控制信號端口 控制信號端口 端子號符 號名 稱說 明 1PU 脈沖正輸入 2PU 脈沖負輸入 信號源 5V 24V 通 用 無需再串接電阻 3DR 方向正輸入 4DR 方向負輸入 信號源 5V 24V 通 用 無需再串接電阻 5ENA 電機使能正輸入該信號有效時電機處 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 5 6ENA 電機使能負輸入于自由狀態(tài) 不鎖機 D 輸出信號端口 輸出信號端口 端子號符 號名 稱引線顏色說明 1ALM 報警信號正輸出 2ALM 報警信號負輸出 驅動器故障保護后輸 出信號給上位機 2 控制信號接口電路圖 控制信號輸入和輸出接口電路圖 如圖 3 所示 1 輸入信號共陽接法 輸入信號共陽接法 2 輸入信號共陰接法 輸入信號共陰接法 3 差分輸入的時候請按下圖接線 差分輸入的時候請按下圖接線 圖 3 a 差分方式控制信號接口接線圖 注意 注意 控制信號電平兼容 5V 24V 只要控制信號輸入端電平在 5 24V 之間 就無需再外接電阻 R1 R2 3 3 控制信號時序圖 控制信號時序圖 為了避免一些誤動作和偏差 PUL DIR 和 ENA 應滿足一定要求 如下圖 4 所示 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 6 圖 4 時序圖 注釋 1 t1 ENA 使能信號 應提前 DIR 至少 5 s 確定為高 一般情況 下建議 ENA 和 ENA 懸空即可 2 t2 DIR 至少提前 PUL 下降沿 5 s 確定其狀態(tài)高或低 3 t3 脈沖寬度至少不小于 2 5 s 4 t4 低電平寬度不小于 2 5 s 4 4 控制信號模式設置 控制信號模式設置 脈沖觸發(fā)沿和單雙脈沖選擇 脈沖觸發(fā)沿和單雙脈沖選擇 通過 PC 機軟件手持調試器設置脈沖上升沿 或下降沿觸發(fā)有效 還可以設置單脈沖模式 雙脈沖模式 正交脈沖模式以及 內部指令模式 半流比例 全流比例等參數 四 撥碼開關設定四 撥碼開關設定 HBS57 驅動器采用六位撥碼開關設定細分和其他功能 詳細描述如下 1 細分設定 細分設定 步數 圈SW1SW2SW3SW4 400onononon 800offononon 1600onoffonon 3200offoffonon 6400ononoffon 12800offonoffon 25600onoffoffon 51200offoffoffon 1000onononoff 2000offononoff 4000onoffonoff 5000offoffonoff 8000ononoffoff 10000offonoffoff 20000onoffoffoff 40000offoffoffoff 2 電機型號選擇電機型號選擇 電機型號或額定電流SW6 57HS20off 57HS30on 3 電機旋轉方向 電機旋轉方向 電機旋轉方向SW5 順時針off 逆時針on 除了以上可以通過撥碼開關設定細分數 后續(xù)根據特殊客戶要求 我們也 可以提供特殊細分的驅動器 五五 驅動器參數 驅動器參數設置設置 HBS57 的參數設置必須通過 PC 機的 RS232 串行通訊口 采用專用調試 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 7 軟件完成參數設置 驅動器內部存有一套對應電機最佳的默認出廠配置參數 用戶只須按照具體使用情況 調整撥碼開關選擇電機型號 并且根據使用要求 設定驅動器細分數即可 具體調試情況請參看調試軟件的使用說明文檔 具體 可調整參數及功能見下表 參數符號參數名稱參數范圍備注 電流 KP電流環(huán)比例系數0 65535出廠默認設置 1500 電流 KI電流環(huán)積分系數0 65535出廠默認設置 200 電流 KC電流環(huán)飽和系數0 65535 僅用于出廠設置 禁止修改 勵磁 KP勵磁環(huán)比例系數0 65535出廠默認設置 2500 勵磁 KI勵磁環(huán)積分系數0 65535僅用于出廠設置 禁止修改 勵磁 KC勵磁環(huán)飽和系數0 65535 僅用于出廠設置 禁止修改 高速力矩系 數 高速力矩系數500 10000出廠默認設置 2000 高速阻尼最 小值 高速電子阻尼最 小值 0 1000出廠默認設置 900 高速阻尼最 大值 高速電子阻尼最 大值 500 10000出廠默認設置 4000 額定電流毫安1000 10000出廠默認設置 3000 細分步數細分數400 60000出廠默認設置 1000 脈沖指令模 式 指令模式0 3默認設置 0 0 單脈沖 1 雙脈沖 2 正交脈沖 3 內部指令 半流時間毫秒10 3000出廠默認設置 500 半流比例半流比例 0 1000出廠默認設置 600 60 外部撥碼開 關使能 外部撥碼開關設 定使能 85 或者 255出廠默認設置255 注意 驅動器出廠默認的電流環(huán) 位置環(huán)和速度環(huán)參數為配套電機的最注意 驅動器出廠默認的電流環(huán) 位置環(huán)和速度環(huán)參數為配套電機的最 佳參數 客戶一般無需修改 只需要根據系統控制的需要選擇好電機細分數及佳參數 客戶一般無需修改 只需要根據系統控制的需要選擇好電機細分數及 額定電流數即可 額定電流數即可 六六 供電電源選擇 供電電源選擇 電源電壓在 DC16V 70V 之間都可以正常工作 HBS57 驅動器最好采用非 穩(wěn)壓型直流電源供電 也可以采用變壓器降壓后直接給驅動器供電 注意應使 整流后電壓紋波峰值不超過 70V 建議用戶使用 24V 48V 直流開關電源供電 避免電網波動超過驅動器電壓工作范圍 如果使用穩(wěn)壓型開關電源供電 應注意開關電源的輸出電流范圍需設成最 大 請注意 1 接線時要注意電源輸入跟電機相線