中文名 | 一体化步进电机驱动器 | 外文名 | Integrated stepping system |
---|---|---|---|
分 类 | 电子 | 组 成 | 步进电机、反馈系统(选配)、驱动放大器、运动控制器 |
步进电机区别于其他所有电机的最大优点走步精准而且有力。如果工作过程是已知的,阻碍力矩是在电机能力范围以内的,反馈系统并不需要。反馈系统的加装和信号采集处理会迅速增加成本,且与步进电机的特长重叠,所以除非必须,一般不要反馈系统。虽然这样,优爱宝的一些高端驱动控制器还是提供了几个反馈信号接入口,可接受模拟量(内置12位模数转换)和数字量输入,并通过相应的通讯协议发回给用户。
现代社会分工日益细化。不论企业还是用户,只有专注于最擅长的工作才能使利益最大化。步进电机的用户多数不研究电机的控制和优化,而是将其应用于某个场合。基于这点,国外开始盛行一体化步进系统,即将步进电机、反馈装置、驱动放大器、运动控制器组合成一个整体。其优势为:体积小、故障率低、无需匹配电机和驱动控制器,使用简单,系统设计和维护方便,大大减少产品开发时间。
然而国外的一体化步进系统售价高昂,一般在200到1000美金一台/轴。鉴于国内实际情况,上海优爱宝公司从美国引进了一体化步进系统全面技术,以适合中国的价格为国内用户提供一体化步进电机驱动控制系统。其低端产品比国内同类售价略低,其高端产品国内尚无类似,其价格是国外产品的1/10。关键元器件全部由美国合作公司在美国本土采购。
针对目前步进电机用户选型一体化步进电机微型驱动控制器的一些疑问特撰文如下。
高管根据老板意思,作出详细工作计划通知手下的技工。技工根据高管的计划开机床完成生产任务。同时由于该机床(步进电机)质量很好,一般不出次品。但是为保证质量,可以增加质检人员(即反馈系统),在发生质量问题时通知高管和老板以决定对策。老板不会开机床,也不懂生产,但是由于有高管和技工的帮助,老板照样能统领多个高管完成复杂的任务。高管 技工 机床就是一个一体化的步进电机系统,而用户则是老板。
以下对各子系统选型时的基本考量分别作简单介绍。
现代社会分工日益细化。不论企业还是用户,只有专注于最擅长的工作才能使利益最大化。步进电机的用户多数不研究电机的控制和优化,而是将其应用于某个场合。基于这点,国外开始盛行一体化步进系统,即将步进电机、反馈装置、驱动放大器、运动控制器组合成一个整体。其优势为:体积小、故障率低、无需匹配电机和驱动控制器,使用简单,系统设计和维护方便,大大减少产品开发时间。
然而国外的一体化步进系统售价高昂,一般在200到1000美金一台/轴。鉴于国内实际情况,上海优爱宝公司从美国引进了一体化步进系统全面技术,以适合中国的价格为国内用户提供一体化步进电机驱动控制系统。其低端产品比国内同类售价略低,其高端产品国内尚无类似,其价格是国外产品的1/10。关键元器件全部由美国合作公司在美国本土采购。
针对目前步进电机用户选型一体化步进电机微型驱动控制器的一些疑问特撰文如下。
高管根据老板意思,作出详细工作计划通知手下的技工。技工根据高管的计划开机床完成生产任务。同时由于该机床(步进电机)质量很好,一般不出次品。但是为保证质量,可以增加质检人员(即反馈系统),在发生质量问题时通知高管和老板以决定对策。老板不会开机床,也不懂生产,但是由于有高管和技工的帮助,老板照样能统领多个高管完成复杂的任务。高管+技工+机床就是一个一体化的步进电机系统,而用户则是老板。
以下对各子系统选型时的基本考量分别作简单介绍。
步进电机驱动器主要结构主要有以下部分 根据输入信号的要求产生电机在不同状态下的开关波形信号处理对环行分配器产生的开关信号波形进行PWM调制以及对相关的波形进行滤波整形处理3:推动级:对开关信号的电压,...
三美Mitsumi Electric用于控制和调节三相交流同步电机的速度和转矩,AS800S采用高性能的矢量控制技术,低速高...
主要用于控制和调节三相交流同步电机的速度和转矩,AS800S采用高性能的矢量控制技术,低速高转矩输出,具有良好的动态特性、超强的过载能力、支持多种PG卡等,组合功能丰富强大,性能稳定。可用于及各种自动...
步进电机能将电脉冲信号转变为角位移或线位移。在额定功率范围内,电机的转速只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,加上步进电机累积误差较小等特点,使得在速度、位置等领域用步进电机来控制变得较为简单。步进电机分三种,目前主要广泛应用的是混合式步进电机。选用步进电机时,必须注意如下厂方参数。
1) 步距角: 收到一个步进脉冲,电机所转动的角度。实际步距角和驱动器的细分数有关。一般步进电机的精度为步距角的3-5%,不累积。
2) 相数: 电机内部的线圈组数。相数不同,步距角不同。如使用细分驱动器,则‘相数’没有意义:改变细分数就可改变步距角。
3) 保持转矩:亦称为最大静转矩。指额定电流下转速为零时,外力迫使转子转动所需的力矩。保持转矩与驱动电压及驱动电源等无关。步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩和功率随速度增大而不断变化,所以保持转矩是衡量步进电机最重要的参数之一。虽然保持转矩与电磁激磁安匝数成正比,与定齿转子间的气隙有关。但过份采用减小气隙,增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的,这样会造成电机的发热及机械噪音。
保持转矩的选型确定:
步进电机的动态力矩一下子很难确定,往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。阶越(突然)起动时(一般由低速)时二种负载均要考虑,加速(斜坡)起动时主要考虑惯性负载,恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下,保持转矩应为摩擦负载的2-3倍内好,保持转矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来。
4) 额定相电流:指电机实现各项额定厂方参数时的每相(每个线圈)电流。实验证明高于和低于该电流均可造成电机工作时某些指标超标而同时另一些指标不达标。
低速运转的振动和噪声。从本质上说,每一脉冲都是对电机系统的激励。当激励频率接近电机的自振频率时,转子就会有大幅的震动。因此振动和噪声是其固有的特点。一般转速为1圈/秒,2圈/秒时震动最大。可采用改变减速比,细分驱动器等方法减缓。
选择电源时,电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。转速较高或响应要求较快时选较高电压。电流一般根据驱动器的输出相电流峰值来确定。线性电源取相电流的1.1~1.3倍,开关电源取相电流 的1.5~2倍。
脱机时电机电流被切断,转子处于自由状态(脱机状态)。如不断电时要手动转动电机轴,可使用脱机。
运行温度过高会发生退磁现象导致力矩下降和失步。一般退磁点大于摄氏130度,故电机表面摄氏80-90度属正常。
电机没有载荷情况下能正常启动的最高脉冲频率叫空载启动频率。如果高于该值,则不能正常启动。在有负载的情况下,启动频率应更低。
运动控制器包括运动控制模块和通讯模块。运动控制器负责与用户上位机交流,并按上位机要求,控制驱动放大器实现电机的受控运动。
为了让用户上位机能专注于高层次的控制工作,运动控制器必须具备足够的智能。关于运动控制模块的功能和原理涉及较为复杂的控制技术,此处从简。这儿介绍与用户切身相关的通讯模块。多数情况下,运动控制器负责实现用户指令。指令的传递涉及软件(协议、指令结构)和硬件。硬件类似前面例子中的电话机/线,PC机/网线等。协议(电话还是电邮)定了,硬件也就基本定了。指令结构好比说话的语法结构,白话文结构,文言文结构等,双方听懂就好。
目前工业常用协议有RS232,RS485,CAN 等。RS232最简单,但抗干扰差,传输距离短。RS485和RS232差不多简单,抗干扰略强,传输距离较长。CAN总线协议以其高速(1百万比特率)、长距离(1万米)、高抗干扰的特点,被国外广泛用于汽车(发动机、传感和电控系统等)、自动化制造、交通管理等干扰信号严重,攸关人身安全的场合。CAN总线只需两根导线即可组成网络。其网络结构类似节日彩灯,从头到尾总共两根电源线却挂几百盏灯。CAN协议保证不会发生节点为争夺总线而撞车。但是CAN协议相对复杂,不易掌握。
优爱宝的RS232系列驱动器采用RS232与用户机通讯。值得注意的是,在短距离内,RS232也可达到很高的速度。如用合适的外围器件,速度可达1M以上。而CAN总线系列驱动器将CAN总线和协议打包,再以简单易用的RS232与用户界面。因此用户不必了解和处理纷繁复杂的CAN总线运作方式,也能充分享用CAN总线的高速、长距离、高抗干扰、网络功能、连线简洁等优越性能。所有指令均通过CAN总线(在工作地,如厂区、设备内)传递,只在用户上位机的进出口处将CAN协议和RS232协议双向翻译/转换。不算两根电源线,优爱宝的CAN系列控制器和彩灯没有区别:两根信号线能拖挂高达100台驱动器。
在指令结构方面,傻瓜型的用户界面使得用户无需了解步进电机、驱动器以及CAN总线。指令结构简单直观,高容错。例如要执行速度=1000步/秒,以下指令都有效:“SPD=1000;”,“SPD:1000;”,“SPD 1000;”,“SPD1000;”甚至“SPD%$&*1000;” 万一输入了错误指令,驱动器返回错误信息,错误指令不被执行。
一言以蔽之,一体化步进系统的特点就是:老大(用户机)发句话,小弟(一体化系统)全搞定,并随时可向老大汇报。
步进电机驱动器DT5045
1 XAL-35 细分驱动器使用手册 深圳博朗迅自动化科技有限公司 SZBFL Co., Ltd 注意:在使用驱动器前敬请仔细阅读手册 版权所有 不得复制 XAL-35 2 高性能细分驱动器手册 XAL-35 是采用美国新型的双极性恒流斩波驱动技术。 适合驱动中大型的任何两相或四相混合式步进 电机。由于其内部采用特殊的控制技术,同时兼顾电机的高低频性能(高频时,电机在高速运行状态 下力矩提高 20%以上;低频时,电机在低速运行状态下,噪声减少,平稳性增加)其细分功能使电机 运转精度大大提高, 能够保证在高细分的情况下, 每一个微步都是准确的, 使用同样的电机时可比其 驱动方式输出更大的速度和功率。其整体性能在国内处于领先地位。 1. 特 点: 高性能、低价格 静止时,线圈电流自动减半 光隔离信号输入 单电源输入 24VDC-40VVA或 10VAC-30VAC 输入电信号 TTL
步进电机驱动器主要结构主要有以下部分
根据输入信号的要求产生电机在不同状态下的开关波形信号处理
对环行分配器产生的开关信号波形进行PWM调制以及对相关的波形进行滤波整形处理3:推动级:对开关信号的电压,电流进行放大提升主开关电路
用功率元器件直接控制电机的各相绕组
当绕组电流过大时产生关断信号对主回路进行关断,以保护电机驱动器和电机绕组
对电机的位置和角度进行实时监控,传回信号的产生装置
一旦启动,步进电机驱动器外接保险丝即烧毁,设备不能运行。维修人员在检查时,发现一功率管已损坏,但由于没有资料,弄不清该管的作用,以为是功率驱动的前置推动,换上一功率管,通电后,保险再度被烧,换上的管子亦损坏。
经维修工程师检查,初始分析是对的,即保险一再熔断,驱动器肯定存在某一不正常的大电流,并检查出一功率管损坏。但对该管的作用没有弄清楚。实际上该管为步进电机电源驱动管,步进电机为高压起动,因而要承受高压大电流。
静态检查,发觉脉冲环形分配器的线路中,其电源到地端的阻值很小,但也没有短路。根据线路中的元器件数量及其功耗分析电源到地端的阻值不应如此之小,因此怀疑线路中已有元器件损坏。
通电检查,发现一芯片异常发热。断电后将该芯片的电源引脚切断,静态检查,电源到地的阻置增大应属正常。测该芯片的电源到地的阻值很小。查该芯片的型号,为一非标型号,众多手册中没有查到。经线路分析,确认其为该板中的主要元件:环形脉冲分配器。
步进电机驱动器遇到烧毁故障排除步骤:
为进一步确认该芯片的问题,首先换耐压电流功率相当的步进电机电源驱动管,恢复该芯片的电源引脚,用发光二级管电路替代步进电机各绕组作模拟负载。通电后,发光二级管皆亮,即各绕组皆通电,这是不符合线路要求的,输入步进脉冲无反应,因此确认该芯片已损坏。
但是该芯片市场上没有,在驱动器壳体内空间允许的情况下,采用了组合线路即用手头上已有的D触发器和与非门的组合设计了一个环形脉冲发生器,制作在一个小印制板上,拆除原芯片将小印制板通过引脚装在原芯片的焊盘上。仍用发光二极管作模拟负载,通电后加人步进脉冲按相序依次发光。拆除模拟负载,接入主机,通电,设备运行正常。
信浓步进电机一级代理商深圳维科特机电公司,专业提供信浓步进电机,减速步进电机,带刹车步进电机 、带编码器步进电机、一体式步进电机驱动器定制!
VIX步进电机驱动器简介
VIX步进电机驱动器
ViX微步进驱动器
功率单元具有全PWM控制使用正弦转换。用户可选择解角器或编码器反馈。标准RS-232界面,同时现场总线模块提供CANopen 和 RS-485通讯。Compumotor. ViX驱动器适合在高动态、多轴应用中使用,而不需要独立电源供给,在分布式控制中,它可作为一个独立的驱动器/控制器使用。
VIX Series
Small, Intelligent and Powerful Digital Servo/Stepper Drives and Drive/Controllers
With its all-digital, DC-powered design, the ViX family of awardwinning
drives and drive/controllers offers a new level of
economical servo performance. Available in both drive-only
and intelligent-drive/controller platforms, the ViX family gives
users a robust and cost-effective DC product, particularly in
multi-axis applications.
Designed for easy set-up and tuning, the ViX uses wizardsbased
software that enables users to implement a fully
configured system within minutes of unpacking the unit. Its
small size–just 4.9 x 1.65 x 3.35 inches–makes it ideal for
narrow applications and for direct-panel mounting, or for
attachment to a standard DIN rail using an optional adapter.
ViX General Features
· Up to 80VDC bus voltage
· Compact size: 4.9 x 1.65 x 3.35 inches
· Standard RS232C ASCII interface
· 5 digital inputs and 3 digital outputs (software configurable)
· CE (EMC & LVD), UL compliant
· Auto-correction of motor phase/feedback wiring (servo
only)
Servo-Specific Features
· Accepts analog (±10V), step/direction, CW/CCW signals
· Encoder following
· Current outputs of 2.5A RMS continuous and 5A RMS
continuous
· Resolver or encoder feedback
Stepper-Specific Features
· Integer selectable resolution from 200 to 51,200 steps/rev
· Anti-resonance circuitry suppresses mid-range instability
· Recommended motor inductance range of 0.5 mH to
20 mH
Servo and Stepper Optional
Controller-Specific Features
· Storage of up to 16 sequences
· Encoder following, registration, feed-rate override
· 5 digital inputs, 3 digital outputs, 1 analog input
· Conditional statements
· Optional RS485/CANbus interface
ViX Common Specifications
Drive Input Power
Voltage
ViX500 48-80VDC +5%, -15%
ViX250 24-80VDC +5%, -15%
Controller input power 24VDC, 250mA (no outputs loaded)
Drive Output Current Servo Stepper
ViX500 5A RMS continuous, 15A RMS peak* 8.0A pk (5.6 Arms)
ViX250 2.5A RMS continuous, 7.5A RMS peak* 4.0A pk (2.8 Arms)
Physical
Compumotor motors See table on page 3
Motor inductance range 0.5-10mH recommended (speed range reduced if >10mH)
Motor current limit Selectable by software
PWM/Motor ripple frequency 20 KHz/40 KHz
Protection Short-circuit, brownout, over-voltage, under-voltge, drive/motor over-
temperature I2t, feedback fault
Performance
Feedback device (servo only) Resolver or quadrature encoder (selected by software)
Resolver feedback (servo only) 12-bit A-to-D input (gives 4096 counts/rev), absolute
accuracy 30 arc-min
Encoder feedback 5V differential, 400 KHz max. input frequency (pre-quadrature),
resolution 1000, 1024, 2000 or 5000 lines
(i.e., up to 20,000 counts/rev). The H series has fully variable resolution and will support
up to 2.5 MHz
pre-quadrature encoder input.
Encoder supply 5V output for feedback and following encoder, 250mA maximum loading
Drive Command Inputs
(AE, AH models only)
Velocity and Torque modes ±10V differential, 12-bit resolution
Position mode Step/direction, step+/step- or quadrature encoder** input with resolution
equivalent to feedback device
Digital Inputs 5, of which 4 are configurable as Home, Limits and Registration. Operating
range 5V to 24V. Software
configurable 4K7 pull-up/active low or 4K7 pull-down/active high
Encoder following input Compatible with feedback resolution, max. input frequency
2.5MHz. Also configurable as step/direction
or step+/step- input
Outputs
Digital outputs 3 - 1 is configurable as Drive OK. Software-configurable active-low/sinking
(5V-24V) or active-high/
sourcing (24V only). 50mA maximum per output
Encoder output Fixed resolution (dependent on feedback device)
Fault output NPN open-collector output, normally low, active high
Analog output 10-bit filtered PWM monitor output, torque or velocity
Motor brake output 24V, 2A maximum, energized to release
Communication
Communication interface 9-pin D-shell (female) connector for RS232 (standard);
combined RS485 & CANopen option available
High-speed interface Dual RJ45 connectors for CANopen, RS485 option, etc., also
provide daisychain ports for multi-drop
RS232 connections
Diagnostics
LEDs 3 LEDs for feedback, drive and communication status
Environmental
Drive temperature range 32-122°F (0-50°C) local environment fan (fan cooling required
about 104°F (40°C)
Humidity 0-95% non-condensing