步進(jìn)電機說明書DOC25

1、步進(jìn)電機說明書德國百格拉公司德國百格拉公司1934年以來一直致力于步進(jìn)電機和伺服電機的研究、開發(fā)、生產(chǎn)工作。是世界上步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。該公司于1973年發(fā)明了五相混合式步進(jìn)電機及其驅(qū)動器，克服了兩相步進(jìn)電機振動噪音大、只能用于簡單應(yīng)用場合的缺點，因此可勝任更高要求的任務(wù)，適合進(jìn)行微步控制，并逐漸成為世界上許多五相步進(jìn)電機生產(chǎn)廠家學(xué)習(xí)的典范。但由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們越來越發(fā)現(xiàn)五相步進(jìn)電機的接線和相電流切換技術(shù)比較復(fù)雜，生產(chǎn)成本又很高，為了追求高效益、低成本，達(dá)到最佳的性能價格比，百格拉公司把交流伺服原理應(yīng)用到步進(jìn)電機系統(tǒng)中，于1993年又推出了性能更加優(yōu)越的三相混合式步進(jìn)電機，該步

2、進(jìn)電機吸取五相電機的優(yōu)點，與其配套的驅(qū)動器采用了交流伺服電機驅(qū)動器工作方式，這種電機系統(tǒng)徹底解決了傳統(tǒng)步進(jìn)電機低速爬行、有共振區(qū)、噪音大、高速扭矩小、起動頻率低和驅(qū)動器可靠性差等缺點，因此被稱為具有交流伺服電機運行特性的步進(jìn)電機系統(tǒng)。為滿足客戶對更大功率、更高動態(tài)性能等的要求，百格拉公司開發(fā)了全新的交流伺服電機系統(tǒng)。百格拉公司產(chǎn)品完全符合CE標(biāo)準(zhǔn)，并率先通過ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證。百格拉公司的步進(jìn)電機系統(tǒng)以其可靠性高、性能價格比優(yōu)越主宰著歐美市場，目前百格拉公司的步進(jìn)電機系統(tǒng)已占據(jù)歐洲市場的85%，占美國市場的25%，中國市場的占有率也在急劇的上升。目 錄第一章 驅(qū)動器1.1 驅(qū)動器概述1

3、1.1.1 安全事項1.1.2 驅(qū)動器連線注意事項1.1.3 驅(qū)動器的特點1.2 驅(qū)動器WD3-00711.2.1 電氣參數(shù)1.2.2 WD3-007的主要特點1.2.3 連線及參數(shù)設(shè)置1.2.4 控制信號接口1.2.5 功能選擇1.2.6 功率接口1.2.7 安裝1.2.8 故障診斷1.2.9 故障排除1.3 驅(qū)動器WD3-008、WDM3-00811.3.1 電氣參數(shù)1.3.2 WD3-008、WDM3-008的主要特點1.3.3 連線及參數(shù)設(shè)置1.3.4 控制信號接口1.3.5 功能選擇1.3.6 功率接口1.3.7 安裝1.3.8 故障診斷1.3.9 故障排除1.4 驅(qū)動器D9211.

4、4.1 電氣參數(shù)1.4.2 D921的主要特點1.4.3 連線及參數(shù)設(shè)置1.4.4 控制信號接口1.4.5 功能選擇1.4.6 功率接口1.4.7 狀態(tài)指示1.4.8 安裝1.4.9 故障診斷與排除第二章 百格拉公司的三相混合式步進(jìn)電機2.1 基本概念2.2 特殊的機械結(jié)構(gòu)2.3 先進(jìn)的步進(jìn)電機控制理論2.4 三相混合式步進(jìn)電機的特點2.5 電機參數(shù)表2.6 電機安裝尺寸2.7 抱閘電機2.8 矩頻特性曲線2.9 電機轉(zhuǎn)數(shù)與電機相電流的關(guān)系2.10 電機溫升2.11 采購選型第一章 驅(qū)動器百格拉三相混合式步進(jìn)電機系統(tǒng)采用了與傳統(tǒng)的兩相和五相混合式步進(jìn)電機系統(tǒng)截然不同的控制方式，它特有的優(yōu)點使人

5、們重新認(rèn)識到步進(jìn)電機在許多應(yīng)用中可以取代甚至優(yōu)于交流伺服電機。本說明書具體講述了步進(jìn)電機及其驅(qū)動器的獨特之處和使用方法。安裝使用前必須仔細(xì)閱讀。注：當(dāng)對驅(qū)動器的輸入電壓、控制信號、制動電容、電機每轉(zhuǎn)步數(shù)及輸出軸等有特殊要求，或要選配抱閘、行星減速機和編碼器時請與供應(yīng)商聯(lián)系。1.1 驅(qū)動器概述本節(jié)講述所有百格拉步進(jìn)驅(qū)動器的公共特點及要求，必須嚴(yán)格遵守！1.1.1 安全事項1.1.1.1 安全說明驅(qū)動器只能由專業(yè)技術(shù)人員安裝和操作。嚴(yán)防意外事故的發(fā)生。注意通用電器設(shè)備與機械設(shè)備的安裝與配合。避免電磁干擾。1.1.1.2 注意事項信號電纜和電機電纜必須帶屏蔽、分別走線，距離越大抗干擾的效果越好。電機

6、電纜最長為50米，50150米電纜時選用特殊驅(qū)動器。信號電纜和電機電纜中多余線一定要剪掉并做絕緣處理。除特殊要求外，輸入信號電纜單端屏蔽：上位機端屏蔽接地，驅(qū)動器端懸空。電機電纜雙端屏蔽，一端接電機外殼，另一端接驅(qū)動器PE端子。信號電纜電壓對地最高不許超過60VDC。1.1.1.3 危險！驅(qū)動器必須在下電三分鐘后，才能再次接線、安裝和參數(shù)設(shè)置！嚴(yán)禁帶電對電機和驅(qū)動器進(jìn)行任何參數(shù)設(shè)置和測量！驅(qū)動器未接電機前，嚴(yán)禁通電！驅(qū)動器的輸入電壓必須滿足要求！通電前，要確保電源電纜、電機電纜、信號電纜連接的正確性！注意：不遵守安全說明和注意事項會降低驅(qū)動器的性能，甚至造成損壞，后果由用戶自己負(fù)責(zé)！注意：嚴(yán)禁

7、用戶打開驅(qū)動器，打開的驅(qū)動器將失去保修資格！1.1.2 驅(qū)動器連線注意事項1.1.2.1 接地上位機（如PLC、CNC等），電機和驅(qū)動器的殼體必須用橫截面大于4平方毫米的銅線與機器接地，地線必須在驅(qū)動器PE端子上擰緊，另一端固定在開關(guān)柜殼體地線上。地線連接處不能有銹、漆、油，要大面積接觸，確保良好的導(dǎo)電性。所有接地線均采用星形接法（通過一個公共接地點接地）。1.1.2.2 安裝環(huán)境驅(qū)動器要安裝在開關(guān)柜中（壁掛式）。其周圍要有20mm的空間，不能放在其它發(fā)熱設(shè)備旁。要避免粉塵、油物、腐蝕性氣體、濕度太大及強震動場合。當(dāng)粉塵中含導(dǎo)電物質(zhì)時（如車削鑄件），整個電箱要密封，嚴(yán)防粉塵侵入驅(qū)動器！未滿足環(huán)

8、境要求而造成驅(qū)動器損壞，用戶自己負(fù)責(zé)！1.1.2.3 控制信號上位機控制信號為5V時可以直接輸入到驅(qū)動器?？刂菩盘枮?2V時要串聯(lián)一個680歐姆的限流電阻?？刂菩盘枮?4V時要串聯(lián)一個1.8K歐姆的限流電阻。注意：最好采用推拉式控制信號，這樣噪聲更小。1.1.3 驅(qū)動器的特點驅(qū)動器的種類很多，這里主要介紹常用的三種型號：D921、WD3-007、WD3-008，其共同特點如下：交流伺服工作原理，交流伺服運行特性，三相正弦電流驅(qū)動輸出。高速啟動電機（空載突跳速度達(dá)4.7至6.3轉(zhuǎn)/秒）。高電壓、小電流驅(qū)動，電流隨轉(zhuǎn)速增高而變大、增大高速扭矩、減小電機發(fā)熱。電路板采取三防處理，有過壓、欠壓、過流、

9、相間短路、過熱保護(hù)功能。十細(xì)分和半流功能。輸出相電流可設(shè)置（滿足不同電機要求）。WD3-007具有相位記憶功能，電機上下電時，輸出軸位置不變，給工作帶來很大方便?？稍O(shè)定為兩相和五相電機步/轉(zhuǎn)，替代兩相和五相電機。定位精度更高，在10000步/轉(zhuǎn)時每步都能精確運動和定位，而且輸出扭矩不下降。電機和驅(qū)動器間僅用3根線，同交流異步電機一樣，減少連線出錯的可能性。驅(qū)動器與上位機間連線簡單，都是三根線，可高電平或低電平有效。低速無爬行、噪音小、幾乎無共振、低速性能可與高檔伺服的性能相媲美。高速扭矩提高近40%，最高轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分，幾乎無共振區(qū)。比同樣尺寸的反應(yīng)式步進(jìn)電機所產(chǎn)生的功率大20%左右。電

10、機的扭矩與它的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與電機每轉(zhuǎn)的步數(shù)無關(guān)。1.2 驅(qū)動器WD3-007該驅(qū)動器主要驅(qū)動2Nm 12Nm三相混合式步進(jìn)電機，輸入電壓220VAC，控制信號電壓5VDC，與百格拉電機配套性能最佳。1.2.1 電氣參數(shù)輸入電壓單相220V輸入（-30%+20%）；頻率：4566Hz輸入電流小于2.5安培輸出電壓3325VAC輸出電流0.662.5A功 耗功耗：80W； 內(nèi)部保險：6.3A溫 度工作溫度小于50；存放溫度-4070濕 度不能結(jié)露，不能有水珠氣 體禁止有可燃?xì)怏w和大量導(dǎo)電灰塵1.2.2 WD3-007的主要特點交流伺服工作原理，交流伺服運行特性，三相正弦電流驅(qū)動輸出。只要環(huán)境溫度不

11、超過55，驅(qū)動器就可以正常工作。電路板采取三防處理，有過熱、過壓、欠壓、過流及電機相間短路保護(hù)功能。驅(qū)動器的輸入電源是220VAC，變化范圍是：-30%+20%。電機和驅(qū)動器間僅用3根線，同交流異步電機一樣，減少連線出錯的可能性。幾乎無共振和爬行，輸出相電流可設(shè)置，帶有十細(xì)分和半流功能特性，噪聲幾乎與交流伺服電機一樣。比同樣尺寸的反應(yīng)式步進(jìn)電機所產(chǎn)生的功率大20%左右。電機的扭矩與它的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與電機每轉(zhuǎn)的步數(shù)無關(guān)。電機每轉(zhuǎn)步數(shù)可依用戶要求分別設(shè)定為500、1000、5000、10000步/轉(zhuǎn)。由于驅(qū)動器采用了正弦電流驅(qū)動，使電機的空載啟動頻率高達(dá)4.3至5.3KHz。電機上下電時，輸出軸位

12、置不變，給工作帶來很大方便。1.2.3 連線及參數(shù)設(shè)置圖1：WD3-007面板圖1.2.4 控制信號接口1.2.4.1 控制信號定義PULSE： 脈沖信號輸入端，每一個脈沖的上升沿使電機轉(zhuǎn)動一步。DIR： 方向信號輸入端，如“DIR”為低電平，電機按順時針方向旋轉(zhuǎn)；“DIR”為高電平電機按逆時針方向旋轉(zhuǎn)。CW： 正轉(zhuǎn)信號，每個脈沖使電機正向轉(zhuǎn)動一步。CCW： 反轉(zhuǎn)信號，每個脈沖使電機反向轉(zhuǎn)動一步。RESET： 復(fù)位信號，如復(fù)位信號為低電平時,輸入脈沖信號起作用，如果復(fù)位信號為高電平時就禁止任何有效的脈沖，輸入信號無效，電機無保持扭矩。READDY: 輸入報警信號：READY是繼電器開關(guān)，當(dāng)驅(qū)動

13、器正常工作時繼電器閉合，當(dāng)驅(qū)動器工作異常時繼電器斷開。繼電器允許最高輸入電壓和電流是：35VDC，10mAI200mA，電阻性負(fù)載。如用該繼電器，要把他串聯(lián)到CNC的某輸入端。當(dāng)驅(qū)動器正常工作時繼電器閉合，外部24VDC通過繼電器輸入到CNC輸入端，否則外部24VDC無法輸入到CNC輸入端。注意：PULSE+與CW+，PULSE-與CW-，DIR-與CCW-對應(yīng)同一個接線口，按控制方式不同給出的兩種定義名稱。下面為脈沖、方向信號時序圖：圖2：脈沖和方向信號時序圖1.2.4.2 控制信號連接上位機的控制信號可以高電平有效，也可以低電平有效。當(dāng)高有效時，把所有控制信號的負(fù)端連在一起作為信號地，低有

14、效時，把所有控制信號的正端連在一起作為信號公共端。注意：公共端不能與大地（殼體）接到一起?！癙ULSE.SYS”為控制方式選擇開關(guān)（見圖1），兩種狀態(tài)對應(yīng)兩種控制方式。下表中列出了控制信號高有效和低有效時的接線方式PULSE.SYS控制方式高電平有效接線低電平有效接線ON正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)PULSE+接正轉(zhuǎn)信號DIR+接反轉(zhuǎn)信號PULSE-與DIR-短接為信號地PULSE-接正轉(zhuǎn)信號DIR-接反轉(zhuǎn)信號PULSE+與DIR+短接為公共端OFF脈沖和方向PULSE+接脈沖信號DIR+接方向信號PULSE-與DIR-短接為信號地PULSE-接脈沖信號DIR-接方向信號PULSE+與DIR+短接為公共端1.2

15、.4.3 控制信號要求輸入信號：輸入信號采用光藕輸入，輸入內(nèi)阻是150歐姆，脈寬2.5s電壓控制：2.5V高電平5.25V之間， -5.25V低電平0.4V， Imax=30mA. 電流控制：7mA高電流25mA， -25mA低電流0.2mA，Umax=5.25V。1.2.5 功能選擇（用驅(qū)動器面板上的撥碼開關(guān)實現(xiàn)，開關(guān)位置見圖1）MOT.CURR：設(shè)置輸出相電流為了驅(qū)動一臺不同扭矩的步進(jìn)電機，可用旋轉(zhuǎn)撥段開關(guān)來設(shè)置驅(qū)動器的輸出電流（有效值），各開關(guān)位置對應(yīng)的輸出電流有效值如下表。位置23456789ABCDEF電流0.91.01.11.31.41.51.61.81.92.02.12.32.4

16、2.5STEP1、STEP2：設(shè)置電機每轉(zhuǎn)步數(shù)驅(qū)動器WD3-007可將電機的步數(shù)分別設(shè)置為500、1000、5000、10000步。用戶可以通過驅(qū)動器正面板上的兩個撥碼開關(guān)STEP1、STEP2設(shè)置電機的步數(shù)如下表：STEP1狀態(tài)OFFONOFFONSTEP2狀態(tài)OFFOFFONON步數(shù)/轉(zhuǎn)5001000500010000CURR.RED：設(shè)定半流功能半流功能是指電機帶電靜止100ms后，驅(qū)動器輸出電流降為額定輸出電流的60%，用來防止電機發(fā)熱。當(dāng)撥碼開關(guān)CURR.RED設(shè)置為“OFF”時，有半流功能；當(dāng)設(shè)置成“ON”時，無半流功能。PULE.SYS：控制方式選擇撥碼開關(guān)（PULSE.SYS）

17、可設(shè)置成兩種控制方式：當(dāng)設(shè)置成“OFF”時，為“脈沖和方向”控制方式；當(dāng)設(shè)置成“ON”時，為“正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)”控制方式。1.2.6 功率接口U、V、W、PE：驅(qū)動器和電機間連接電機相間電壓是3325VAC，電機電纜最長為50米，電纜橫截面不小于1.5平方毫米，電纜的屏蔽層一定要與電機的殼體和驅(qū)動器殼體連接，驅(qū)動器地和電機地與它們各自的殼體是相連的，連接驅(qū)動器和電機間的動力線和所有地線均靠螺釘來固定，這些線的兩端要用金屬套管套好，然后用螺釘固定，要改變電機的轉(zhuǎn)動方向可以通過互換電機的兩相接線來實現(xiàn)。下圖分別是三根和六根輸出線電機的接線圖：圖3：驅(qū)動器和電機間的連線圖L、N、PE：驅(qū)動器電源電源電壓是

18、220VAC輸入時，最大電流是3A。電源線橫截面1.5平方毫米，盡量短。驅(qū)動器的L端和N端接供電電源，同時要串接一個6.3A保險絲。1.2.7 安裝驅(qū)動器在開關(guān)柜中為壁掛式安裝，下圖是驅(qū)動器的外型尺寸，正常工作時其周圍要有20mm的空間，不能放在其它發(fā)熱的設(shè)備旁，要避免粉塵、油霧、腐蝕性氣體，濕度太大及強振動場所。圖4 WD3-007驅(qū)動器地腳安裝圖1.2.8 故障診斷狀態(tài)燈指示RDY： 綠燈亮，驅(qū)動器正常工作。FLT： 紅燈亮，電機相間短路時，過壓時（大于410V）和欠壓時（小于200V）亮。TEMP： 紅燈亮，驅(qū)動器超溫報警（散熱片溫度大于75）。1.2.9 故障及排除故 障原 因解決措施

19、LED不亮電源接錯檢查電源連線電源電壓低提高電源電壓電機不轉(zhuǎn)，且無保持扭矩電機連線不斷改正電機連線RESET輸入信號起作用使RESET輸入不起作用電機不轉(zhuǎn)，但有保持扭矩?zé)o脈沖信號輸入調(diào)整脈沖寬度及信號的電平電機轉(zhuǎn)動方向錯誤相序接反互換任意兩相連線方向信號輸入不對改變方向設(shè)定電機扭矩太小相電流設(shè)置過小正確設(shè)置相電流加速度太快減小加速度值電機堵轉(zhuǎn)排除機械故障驅(qū)動器與電機不匹配換合適的驅(qū)動器1.3 驅(qū)動器WD3-008、WDM3-008驅(qū)動器WDM3-008和驅(qū)動器WD3-008的電氣特性相同。驅(qū)動器WDM3-008用于驅(qū)動兩臺電機，它由兩個完全相同的驅(qū)動單元D950和一個325VAC電源組成，D9

20、50自身無殼體，所以需要配備一個325VAC電源， 每個D950可以驅(qū)動一個12Nm或一個16.5Nm電機。1.3.1 電氣參數(shù)輸入電壓單相220V輸入（-30%+20%）；頻率：4566Hz輸入電流小于4.5安培輸出電壓3325VAC輸出電流1.76.8A功 耗功耗：80W溫 度工作溫度小于50；存放溫度-4070濕 度不能結(jié)露，不能有水珠氣 體禁止有可燃?xì)怏w和大量導(dǎo)電灰塵1.3.2 WD3-008、WDM3-008的主要特點可依用戶要求設(shè)定為200、400、500、1000、2000、4000、5000、10000步/轉(zhuǎn)。電機的空載啟動速度高達(dá)4.7轉(zhuǎn)/秒。1.3.3 WD3-008、WD

21、M3-008連線及設(shè)置圖15 WD3-008面板圖1.3.4 控制信號接口1.3.4.1 控制信號定義同WD3-007。圖6 控制信號接口圖7 輸入控制信號時序圖1.3.4.2 控制信號連接輸入信號是光藕輸入，輸入電阻是150歐姆，輸入信號是脈沖、方向和使能，輸入信號電平可以是5V或24V，當(dāng)用戶需要24V輸入信號的驅(qū)動器時要說明，否則全部提供5V輸入信號的驅(qū)動器。輸入信號可以高有效或低有效，高有效時，把脈沖-和方向-短接后連到上位機的信號地（0V），把脈沖+和方向+分別接到上位機控制信號脈沖+和方向+上，低有效時，把脈沖+和方向+短接后連到上位機的公共信號端（5V），把脈沖-和方向-分別接到

22、上位機控制信號脈沖-和方向-上。控制方式高電平有效接線低電平有效接線脈沖和方向PULSE+接脈沖信號DIR+接方向信號PULSE-與DIR-短接為信號地PULSE-接脈沖信號DIR-接方向信號PULSE+與DIR+短接為公共端1.3.4.3 控制信號要求輸入信號：輸入信號采用光藕輸入，輸入內(nèi)阻是150歐姆，脈寬2.5s電壓控制：2.5V高電平5.25V之間， -5.25V低電平0.4V Imax=30mA. 電流控制：7mA高電流25mA， -25mA低電流0.2mA，Umax=5.25V。1.3.5 功能選擇STEP：設(shè)置電機每轉(zhuǎn)步數(shù)使用撥碼(DIP)開關(guān)來設(shè)置步數(shù)、半流功能和門/使能功能，

23、按下圖中撥碼開關(guān)1和撥碼開關(guān)2設(shè)定電機每轉(zhuǎn)的步數(shù)：撥碼開關(guān)1ONONOFFOFFONONOFFOFF撥碼開關(guān)2OFFONONOFFOFFONONOFF細(xì)分開關(guān)OFFOFFOFFOFFONONONON電機步數(shù)200400500100020004000500010000細(xì)分功能（10細(xì)分）使用細(xì)分開關(guān)來設(shè)定細(xì)分功能，它能使電機每轉(zhuǎn)的步數(shù)提高十倍，細(xì)分功能的撥碼(DIP)開關(guān)位于控制器的頂部里面(隱藏的)，撥碼開關(guān)1設(shè)置為ON時為細(xì)分狀態(tài)，設(shè)置為OFF時不是細(xì)分狀態(tài)，其它3個開關(guān)必須保持在OFF位置。（WD3-008有一個細(xì)分開關(guān)，WDM3-008有兩個細(xì)分開關(guān)，既每個D950驅(qū)動板有一個）。I-R

24、ED：設(shè)定半流功能半流功能是指驅(qū)動器在100ms內(nèi)無輸入脈沖時，自動減少輸出相電流為額定值的60%，該功能即可以節(jié)省能源，減少電機的發(fā)熱，又能延長驅(qū)動器的工作壽命。用圖2中撥碼開關(guān)3（CURR-RED）來設(shè)定半流功能，當(dāng)開關(guān)3設(shè)置為“OFF”時有半流功能；當(dāng)開關(guān)3設(shè)置成為“ON”時無半流功能。GAT/ENA：設(shè)定電機復(fù)位用門/使能開關(guān)和使能位來對電機進(jìn)行復(fù)位。在設(shè)為門功能、而且使能位有輸入時，驅(qū)動器為工作狀態(tài)。在設(shè)為門功能，使能位無輸入時，驅(qū)動器封閉任何輸入脈沖，電機復(fù)位而且無保持扭矩，以后在該位置上下電時電機不轉(zhuǎn)動，該功能用于電機復(fù)位和在多個電機時選擇其中的部分電機工作。PH.CURR：設(shè)置

25、電機相電流驅(qū)動12Nm和16.5Nm電機時，輸出電流分別是4.1A和4.7A，對應(yīng)輸出相電流開關(guān)分別設(shè)置在位置7和9，設(shè)定的輸出相電流值必須小于或等于電機銘牌上給出的額定相電流，下面給出了設(shè)置在各個位置時的輸出相電流。位置0123456789ABCDEF電流1.72.02.42.73.13.43.74.14.44.85.15.45.86.16.56.81.3.6 功率接口U、V、W、PE：驅(qū)動器和電機間的連線電機相間電壓是325VAC，驅(qū)動器和電機間的動力線必須是屏蔽電纜，其橫截面積要1平方毫米，電纜長度要50米，電纜的屏蔽層一定要與電機地和驅(qū)動器地連接好，它們的地與各自的殼也要連接好。圖8：

26、電機與驅(qū)動器間的連線L、N、PE：驅(qū)動器電源電源電壓是220VAC輸入，最大電流是4.5A，電源線橫截面不小于1.5平方毫米。該電源接口在WD3-008的側(cè)面，在WDM3-008面板右下部。1.3.7 安裝驅(qū)動器在開關(guān)柜中為壁掛式安裝。圖9 WDM3-008、D950、WD3-008安裝尺寸1.3.8 故障診斷狀態(tài)燈指示驅(qū)動器上的六個發(fā)光二極管指示工作狀態(tài)和出現(xiàn)的故障！06 如驅(qū)動器正常工作，READY綠燈亮；如驅(qū)動器工作不正常，READY紅燈亮。07 在電機的兩相之間發(fā)生短路，信號線或驅(qū)動線接觸不好，脈沖有干擾或脈沖的頻率太高時亮，F(xiàn)AULT-故障。08 當(dāng)散熱片溫度75時燈亮，TEMP-超

27、溫。09 當(dāng)輸出電壓410伏時燈亮，OVER-VOLT-過壓。10 當(dāng)輸出電壓75C檢查設(shè)定的相電流檢查驅(qū)動器風(fēng)扇是否工作09燈亮輸出電壓410伏檢查輸入電源電壓10燈亮輸出電壓200伏檢查輸入電源電壓09和10燈同時亮沒有使能信號檢查使能設(shè)置開關(guān)1.4 驅(qū)動器D921百格拉公司驅(qū)動器D921及配套的步進(jìn)電機是為了滿足用戶低壓安全要求（24VDC）而特殊開發(fā)生產(chǎn)的驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動器D921主要驅(qū)動百格拉公司生產(chǎn)的0.45Nm、0.9 Nm、1.5Nm、1.7Nm、3.7Nm步進(jìn)電機。1.4.1 電氣參數(shù)輸入電壓35VDC（最低18VDC，最高40VDC）；5VDC（變化5%）輸入電流35VDC；

28、峰值5A；5VDC；最大1.0A輸出電壓335VAC輸出電流5.2A、5.8A功 耗功耗：20W溫 度工作溫度小于50；存放溫度-4070濕 度不能結(jié)露，不能有水珠氣 體禁止有可燃?xì)怏w和大量導(dǎo)電灰塵注：輸入電源為兩路，一路是驅(qū)動器主回路電源；35VDC（1840），另一路是驅(qū)動器控制回路電源：5VDC（5%）。1.4.2 主要特點可依用戶要求設(shè)定為200、400、500、1000、2000、4000、5000、10000步/轉(zhuǎn)。使電機的空載啟動速度高達(dá)6.3轉(zhuǎn)/秒。1.4.3 連線及參數(shù)設(shè)置圖10 D921面板圖1.4.4 控制信號接口控制信號定義：同WD3-007。信號連接輸入信號可以高有效

29、或低有效，高有效時，把脈沖-和方向-短接后連到上位機的信號地（0V），把脈沖+和方向+分別接到上位機控制信號脈沖+和方向+上，低有效時，把脈沖+和方向+短接后連到上位機的公共信號端（5V），把脈沖-和方向-分別接到上位機控制信號脈沖-和方向-上。控制方式高電平有效接線低電平有效接線脈沖和方向PULSE+接脈沖信號DIR+接方向信號PULSE-與DIR-短接為信號地PULSE-接脈沖信號DIR-接方向信號PULSE+與DIR+短接為公共端1.4.5 功能選擇STEP1、STEP2、STEP3：設(shè)置電機每轉(zhuǎn)步數(shù)設(shè)定方式如下表：DIP1ONOFFONOFFONOFFONOFFDIP2ONONOFFO

30、FFONONOFFOFFDIP3ONONONONOFFOFFOFFOFF步數(shù)/轉(zhuǎn)20040050010002000400050001000CURRENT4：設(shè)置輸出相電流每個電機有額定的輸入電流，驅(qū)動器輸出電流可通過面板上的撥碼開關(guān)來設(shè)置，當(dāng)CURRENT4狀態(tài)為“ON”時，電機相電流為5.8A；CURRENT4為“off”時，電機相電流為5.2A。半流功能：指驅(qū)動器在100ms內(nèi)無輸入脈沖時，自動減少輸出相電流為額定值的60%。該功能即可以節(jié)省能源，減少電機的發(fā)熱，又延長驅(qū)動器的工作壽命。該驅(qū)動器內(nèi)部已自動設(shè)置為半流功能。1.4.6 功率接口DC+、DC-：驅(qū)動器電源U、V、W：電機接線端子

31、圖11 電機接線圖1.4.7 狀態(tài)指示驅(qū)動器上的發(fā)光二極管指示工作狀態(tài)。驅(qū)動器正常工作，READY燈亮；驅(qū)動器工作不正常，RDY不亮或頻閃。1.4.8 安裝驅(qū)動器在開關(guān)柜中為壁掛式安裝。圖12 安裝尺寸1.4.9 故障診斷與排除故障原因解決措施不亮電源沒有接通檢查電源連線頻閃電源電壓低提高電壓頻閃電源電壓高降低電壓第二章 三相混合式步進(jìn)電機2.1 基本概念步距角： 電機每轉(zhuǎn)一步所轉(zhuǎn)過的角度。兩相電機是1.8度和0.9度；五相電機是0.72度和0.36度；三相電機是1.8度，0.9度，0.72度和0.36度。每轉(zhuǎn)步數(shù)： 電機每轉(zhuǎn)一周所轉(zhuǎn)過的步數(shù)。兩相電機是200和400步；五相電機是500和10

32、00步；三相電機是200，400，500和1000步。保持扭矩：電機繞組通電不轉(zhuǎn)動時的最大輸出扭矩值。工作扭矩：電機繞組通電轉(zhuǎn)動時的最大輸出扭矩值。注意：保持扭距比工作扭矩大，選電機是要以工作扭矩為選擇依據(jù)。2.2 特殊的機械結(jié)構(gòu) 三相電機采用了比五相和兩相步進(jìn)電機更多的磁極對數(shù)，并在齒形及其排列方式，增大轉(zhuǎn)子直徑，減小氣隙，增加磁通等方面采取了一系列革新技術(shù)，使其達(dá)到了世界領(lǐng)先水平（3項專利）。圖13 兩相、三相和五相混合式步進(jìn)電機定子磁極結(jié)構(gòu)圖2.3 先進(jìn)的步進(jìn)電機控制原理百格拉公司將交流伺服控制原理應(yīng)用到三相混合式步進(jìn)電機驅(qū)動系統(tǒng)中，輸入的220VAC（D921驅(qū)動器是35VDC）經(jīng)整流

33、后變?yōu)?25VDC，再經(jīng)脈寬調(diào)制變?yōu)槿?25V階梯式正弦波形電流，它們按固定時序分別流過三路繞組，其每個階梯對應(yīng)電機轉(zhuǎn)動一步。通過改變驅(qū)動器輸出正弦電流的頻率來改變電機轉(zhuǎn)速，而每轉(zhuǎn)輸出的階梯數(shù)確定了每步轉(zhuǎn)過的角度。圖14給出其中一路相電流，它是階梯式正弦電流（PWM）。按目前的電子技術(shù)，正弦電流的階梯數(shù)可以分得很多，理論上電機每轉(zhuǎn)的步數(shù)可以很高，這就是細(xì)分技術(shù)，但經(jīng)過理論分析及大量的實驗證明：如果細(xì)分?jǐn)?shù)超過10，電機帶負(fù)載后，就會產(chǎn)生跳步和失步現(xiàn)象。所以細(xì)分?jǐn)?shù)超過10沒有實際意義。目前僅僅三相正弦電流細(xì)分技術(shù)能保證細(xì)分后電機輸出扭矩不下降，而且每一步都能精確定位。圖14 步進(jìn)電機繞組為角形連

34、接，電流為正弦波形（PWM）2.4 三相混合式步進(jìn)電機特點采用特殊的結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的材質(zhì)和先進(jìn)的制造工藝。采用特殊機械加工工藝，電機定轉(zhuǎn)子間氣隙僅為50m。電機轉(zhuǎn)子定子直徑比提高到59%，大大提高了電機的工作扭矩。磁極數(shù)多于五相步進(jìn)電機，平穩(wěn)性和定位精度遠(yuǎn)高于五相混合式步進(jìn)電機。采用交流伺服控制原理。具有交流伺服電機運行特性。幾乎無共振區(qū)、無爬行、無噪音。三相325V（D921驅(qū)動器除外）高壓驅(qū)動，大大提高了高速扭矩。可按兩相和五相電機的步數(shù)工作，可取代兩相和五相電機。電機的扭矩與電機步數(shù)無關(guān)?？蛰d啟動速度4.78.0轉(zhuǎn)/秒（因電機不同而異）。最高轉(zhuǎn)速3600轉(zhuǎn)/分。所用磁鋼能耐180度高溫，而國

35、產(chǎn)磁鋼能耐150度高溫。滿負(fù)荷、10000步/轉(zhuǎn)時能平穩(wěn)運行和精確定位。2.5 電機參數(shù)表電機型號步數(shù)（步/轉(zhuǎn)）相電壓（V）相電流(A)額定扭矩(Nm)保持扭矩(Nm)最高啟動速度(r/s)轉(zhuǎn)動慣量(kgcm)重量(Kg)接線方式(線數(shù))配套驅(qū)動器57型VRDM364/LHA200/400/500/1000/2000/4000/5000/1000040VDC5.20.450.516.30.10.456D921VRDM366/LHA5.80.91.020.220.72VRDM368/LHA1.51.740.381.190型VRDM397/LHA1.71.921.11.65VRDM3910/LHA

36、3.74.182.22.7VRDM397/LWA325VAC1.7522.265.31.11.65WD3-007VRDM397/LWB2.053VRDM3910/LWA244.522.22.76VRDM3910/LWB3.13VRDM3913/LWA2.2566.783.33.86VRDM3913/LWB4.23110型VRDM31117/LSB2.51213.9210.58VRDM31117/LWB4.14.7WD3-008WDM3-008VRDM31122/LWB4.7516.519.1416112.6 電機安裝尺寸下圖為工作扭矩0.45Nm6Nm步進(jìn)電機6根輸出線尺寸圖：圖15 電機尺寸

37、（月牙鍵符合DIM6888標(biāo)準(zhǔn)）型號參數(shù)VRDM364/LHAVRDM366/LHAVRDM368/LHAVRDM397/LHAVRDM3910/LHAVRDM3913/LWAA57.285B47.1470L42567967.597.5127.5L12130L2510L320301.5L41.62L5無1215L6120.5D8-0.01312h514h5d18-0.01314h6d238.10.02560h6d45.26.5H沒有鍵6.5H11.71.72.2C4h94h95h9上面表格中給出的數(shù)據(jù)是工作扭矩0.45Nm6Nm電機的尺寸圖。其中VRDM./50LWA型電機尺寸完全相同。下圖為

38、3根輸出線時2Nm、4Nm、6Nm 、12Nm、16.5Nm電機尺寸圖：圖16 電機尺寸型號參數(shù)VRDM397/LWBVRDM3910/LWBVRDM3913/LWBVRDM31117/LWBVRDM31122/LWBL11014017018022821010101414L3301.5301.5301.5401.5401.5L422.622.622.625.625.6L5222332858585110110d160h860h860h856h756h7d212h612h612h619j619j6d314h614h614h619h719h7d46

39、.56.56.599右圖是VRDM31117/LWB和VRDM31122/LWB電機定位鍵：電機定位鍵、安裝尺寸完全相同，不安裝定位鍵時輸出軸直徑也是19j6。圖17 電機輸出軸定位鍵尺寸圖6線輸出步進(jìn)電機與3線輸出電機唯一的區(qū)別在于電機長度不同、3線電機多一個接線盒，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、安裝尺寸和扭矩均相同。2Nm、4Nm、6Nm 、12Nm、16.5Nm電機軸定位鍵尺寸見圖8和圖9，輸出軸直徑、定位鍵及雙輸出軸都是可選的，用戶訂貨時一定要說明。2.7 抱閘電機為了使步進(jìn)電機上下電時，保證垂直軸導(dǎo)軌不滑動，百格拉公司還可根據(jù)用戶要求給電機配備不同型號的抱閘。下面為抱閘接線原理圖：圖18 電機抱閘尺寸接線與技術(shù)參數(shù)2.8 矩頻特性曲線圖19：0.45Nm和0.9Nm電機的矩頻特性曲線 圖20： 1.5Nm、1.7Nm和3.7Nm電機的