步進(jìn)電機(jī)說(shuō)明書DOC25

1、步進(jìn)電機(jī)說(shuō)明書德國(guó)百格拉公司德國(guó)百格拉公司1934年以來(lái)一直致力于步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的研究、開發(fā)、生產(chǎn)工作。是世界上步進(jìn)驅(qū)動(dòng)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(jī)及其驅(qū)動(dòng)器，克服了兩相步進(jìn)電機(jī)振動(dòng)噪音大、只能用于簡(jiǎn)單應(yīng)用場(chǎng)合的缺點(diǎn)，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(jī)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?cè)絹?lái)越發(fā)現(xiàn)五相步進(jìn)電機(jī)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(jià)格比，百格拉公司把交流伺服原理應(yīng)用到步進(jìn)電機(jī)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(jī)，該步

2、進(jìn)電機(jī)吸取五相電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，與其配套的驅(qū)動(dòng)器采用了交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作方式，這種電機(jī)系統(tǒng)徹底解決了傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)低速爬行、有共振區(qū)、噪音大、高速扭矩小、起動(dòng)頻率低和驅(qū)動(dòng)器可靠性差等缺點(diǎn)，因此被稱為具有交流伺服電機(jī)運(yùn)行特性的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)。為滿足客戶對(duì)更大功率、更高動(dòng)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(jī)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(jī)系統(tǒng)以其可靠性高、性能價(jià)格比優(yōu)越主宰著歐美市場(chǎng)，目前百格拉公司的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)已占據(jù)歐洲市場(chǎng)的85%，占美國(guó)市場(chǎng)的25%，中國(guó)市場(chǎng)的占有率也在急劇的上升。目 錄第一章 驅(qū)動(dòng)器1.1 驅(qū)動(dòng)器概述1

3、1.1.1 安全事項(xiàng)1.1.2 驅(qū)動(dòng)器連線注意事項(xiàng)1.1.3 驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)1.2 驅(qū)動(dòng)器WD3-00711.2.1 電氣參數(shù)1.2.2 WD3-007的主要特點(diǎn)1.2.3 連線及參數(shù)設(shè)置1.2.4 控制信號(hào)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(dòng)器WD3-008、WDM3-00811.3.1 電氣參數(shù)1.3.2 WD3-008、WDM3-008的主要特點(diǎn)1.3.3 連線及參數(shù)設(shè)置1.3.4 控制信號(hào)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(dòng)器D9211.

4、4.1 電氣參數(shù)1.4.2 D921的主要特點(diǎn)1.4.3 連線及參數(shù)設(shè)置1.4.4 控制信號(hào)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(jī)2.1 基本概念2.2 特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)2.3 先進(jìn)的步進(jìn)電機(jī)控制理論2.4 三相混合式步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)2.5 電機(jī)參數(shù)表2.6 電機(jī)安裝尺寸2.7 抱閘電機(jī)2.8 矩頻特性曲線2.9 電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)與電機(jī)相電流的關(guān)系2.10 電機(jī)溫升2.11 采購(gòu)選型第一章 驅(qū)動(dòng)器百格拉三相混合式步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)采用了與傳統(tǒng)的兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)截然不同的控制方式，它特有的優(yōu)點(diǎn)使人

5、們重新認(rèn)識(shí)到步進(jìn)電機(jī)在許多應(yīng)用中可以取代甚至優(yōu)于交流伺服電機(jī)。本說(shuō)明書具體講述了步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器的獨(dú)特之處和使用方法。安裝使用前必須仔細(xì)閱讀。注：當(dāng)對(duì)驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓、控制信號(hào)、制動(dòng)電容、電機(jī)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(jī)和編碼器時(shí)請(qǐng)與供應(yīng)商聯(lián)系。1.1 驅(qū)動(dòng)器概述本節(jié)講述所有百格拉步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的公共特點(diǎn)及要求，必須嚴(yán)格遵守！1.1.1 安全事項(xiàng)1.1.1.1 安全說(shuō)明驅(qū)動(dòng)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(jī)械設(shè)備的安裝與配合。避免電磁干擾。1.1.1.2 注意事項(xiàng)信號(hào)電纜和電機(jī)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(jī)

6、電纜最長(zhǎng)為50米，50150米電纜時(shí)選用特殊驅(qū)動(dòng)器。信號(hào)電纜和電機(jī)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(hào)電纜單端屏蔽：上位機(jī)端屏蔽接地，驅(qū)動(dòng)器端懸空。電機(jī)電纜雙端屏蔽，一端接電機(jī)外殼，另一端接驅(qū)動(dòng)器PE端子。信號(hào)電纜電壓對(duì)地最高不許超過60VDC。1.1.1.3 危險(xiǎn)！驅(qū)動(dòng)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(duì)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行任何參數(shù)設(shè)置和測(cè)量！驅(qū)動(dòng)器未接電機(jī)前，嚴(yán)禁通電！驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓必須滿足要求！通電前，要確保電源電纜、電機(jī)電纜、信號(hào)電纜連接的正確性！注意：不遵守安全說(shuō)明和注意事項(xiàng)會(huì)降低驅(qū)動(dòng)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(dòng)器，打開的驅(qū)動(dòng)器將失去保修資格！1.1.2 驅(qū)動(dòng)器連線注意事項(xiàng)1.1.2.1 接地上位機(jī)（如PLC、CNC等），電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的殼體必須用橫截面大于4平方毫米的銅線與機(jī)器接地，地線必須在驅(qū)動(dòng)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(gè)公共接地點(diǎn)接地）。1.1.2.2 安裝環(huán)境驅(qū)動(dòng)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(qiáng)震動(dòng)場(chǎng)合。當(dāng)粉塵中含導(dǎo)電物質(zhì)時(shí)（如車削鑄件），整個(gè)電箱要密封，嚴(yán)防粉塵侵入驅(qū)動(dòng)器！未滿足環(huán)

8、境要求而造成驅(qū)動(dòng)器損壞，用戶自己負(fù)責(zé)！1.1.2.3 控制信號(hào)上位機(jī)控制信號(hào)為5V時(shí)可以直接輸入到驅(qū)動(dòng)器。控制信號(hào)為12V時(shí)要串聯(lián)一個(gè)680歐姆的限流電阻?？刂菩盘?hào)為24V時(shí)要串聯(lián)一個(gè)1.8K歐姆的限流電阻。注意：最好采用推拉式控制信號(hào)，這樣噪聲更小。1.1.3 驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)器的種類很多，這里主要介紹常用的三種型號(hào)：D921、WD3-007、WD3-008，其共同特點(diǎn)如下：交流伺服工作原理，交流伺服運(yùn)行特性，三相正弦電流驅(qū)動(dòng)輸出。高速啟動(dòng)電機(jī)（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(dòng)，電流隨轉(zhuǎn)速增高而變大、增大高速扭矩、減小電機(jī)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(jī)要求）。WD3-007具有相位記憶功能，電機(jī)上下電時(shí)，輸出軸位置不變，給工作帶來(lái)很大方便?？稍O(shè)定為兩相和五相電機(jī)步/轉(zhuǎn)，替代兩相和五相電機(jī)。定位精度更高，在10000步/轉(zhuǎn)時(shí)每步都能精確運(yùn)動(dòng)和定位，而且輸出扭矩不下降。電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器間僅用3根線，同交流異步電機(jī)一樣，減少連線出錯(cuò)的可能性。驅(qū)動(dòng)器與上位機(jī)間連線簡(jiǎn)單，都是三根線，可高電平或低電平有效。低速無(wú)爬行、噪音小、幾乎無(wú)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(wú)共振區(qū)。比同樣尺寸的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)所產(chǎn)生的功率大20%左右。電

10、機(jī)的扭矩與它的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與電機(jī)每轉(zhuǎn)的步數(shù)無(wú)關(guān)。1.2 驅(qū)動(dòng)器WD3-007該驅(qū)動(dòng)器主要驅(qū)動(dòng)2Nm 12Nm三相混合式步進(jìn)電機(jī)，輸入電壓220VAC，控制信號(hào)電壓5VDC，與百格拉電機(jī)配套性能最佳。1.2.1 電氣參數(shù)輸入電壓?jiǎn)蜗?20V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(xiǎn)：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(diǎn)交流伺服工作原理，交流伺服運(yùn)行特性，三相正弦電流驅(qū)動(dòng)輸出。只要環(huán)境溫度不

11、超過55，驅(qū)動(dòng)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(jī)相間短路保護(hù)功能。驅(qū)動(dòng)器的輸入電源是220VAC，變化范圍是：-30%+20%。電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器間僅用3根線，同交流異步電機(jī)一樣，減少連線出錯(cuò)的可能性。幾乎無(wú)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(jī)一樣。比同樣尺寸的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)所產(chǎn)生的功率大20%左右。電機(jī)的扭矩與它的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與電機(jī)每轉(zhuǎn)的步數(shù)無(wú)關(guān)。電機(jī)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(dòng)器采用了正弦電流驅(qū)動(dòng)，使電機(jī)的空載啟動(dòng)頻率高達(dá)4.3至5.3KHz。電機(jī)上下電時(shí)，輸出軸位

12、置不變，給工作帶來(lái)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(hào)接口1.2.4.1 控制信號(hào)定義PULSE： 脈沖信號(hào)輸入端，每一個(gè)脈沖的上升沿使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步。DIR： 方向信號(hào)輸入端，如“DIR”為低電平，電機(jī)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；“DIR”為高電平電機(jī)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。CW： 正轉(zhuǎn)信號(hào)，每個(gè)脈沖使電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)一步。CCW： 反轉(zhuǎn)信號(hào)，每個(gè)脈沖使電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)一步。RESET： 復(fù)位信號(hào)，如復(fù)位信號(hào)為低電平時(shí),輸入脈沖信號(hào)起作用，如果復(fù)位信號(hào)為高電平時(shí)就禁止任何有效的脈沖，輸入信號(hào)無(wú)效，電機(jī)無(wú)保持扭矩。READDY: 輸入報(bào)警信號(hào)：READY是繼電器開關(guān)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)

13、器正常工作時(shí)繼電器閉合，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器工作異常時(shí)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(dòng)器正常工作時(shí)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(wú)法輸入到CNC輸入端。注意：PULSE+與CW+，PULSE-與CW-，DIR-與CCW-對(duì)應(yīng)同一個(gè)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(hào)時(shí)序圖：圖2：脈沖和方向信號(hào)時(shí)序圖1.2.4.2 控制信號(hào)連接上位機(jī)的控制信號(hào)可以高電平有效，也可以低電平有效。當(dāng)高有效時(shí)，把所有控制信號(hào)的負(fù)端連在一起作為信號(hào)地，低有

14、效時(shí)，把所有控制信號(hào)的正端連在一起作為信號(hào)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(duì)應(yīng)兩種控制方式。下表中列出了控制信號(hào)高有效和低有效時(shí)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(hào)DIR+接反轉(zhuǎn)信號(hào)PULSE-與DIR-短接為信號(hào)地PULSE-接正轉(zhuǎn)信號(hào)DIR-接反轉(zhuǎn)信號(hào)PULSE+與DIR+短接為公共端OFF脈沖和方向PULSE+接脈沖信號(hào)DIR+接方向信號(hào)PULSE-與DIR-短接為信號(hào)地PULSE-接脈沖信號(hào)DIR-接方向信號(hào)PULSE+與DIR+短接為公共端1.2

15、.4.3 控制信號(hào)要求輸入信號(hào)：輸入信號(hào)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(dòng)器面板上的撥碼開關(guān)實(shí)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(dòng)一臺(tái)不同扭矩的步進(jìn)電機(jī)，可用旋轉(zhuǎn)撥段開關(guān)來(lái)設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的輸出電流（有效值），各開關(guān)位置對(duì)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(jī)每轉(zhuǎn)步數(shù)驅(qū)動(dòng)器WD3-007可將電機(jī)的步數(shù)分別設(shè)置為500、1000、5000、10000步。用戶可以通過驅(qū)動(dòng)器正面板上的兩個(gè)撥碼開關(guān)STEP1、STEP2設(shè)置電機(jī)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(jī)帶電靜止100ms后，驅(qū)動(dòng)器輸出電流降為額定輸出電流的60%，用來(lái)防止電機(jī)發(fā)熱。當(dāng)撥碼開關(guān)CURR.RED設(shè)置為“OFF”時(shí)，有半流功能；當(dāng)設(shè)置成“ON”時(shí)，無(wú)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(shí)，為“脈沖和方向”控制方式；當(dāng)設(shè)置成“ON”時(shí)，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(dòng)器和電機(jī)間連接電機(jī)相間電壓是3325VAC，電機(jī)電纜最長(zhǎng)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(jī)的殼體和驅(qū)動(dòng)器殼體連接，驅(qū)動(dòng)器地和電機(jī)地與它們各自的殼體是相連的，連接驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)間的動(dòng)力線和所有地線均靠螺釘來(lái)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(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以通過互換電機(jī)的兩相接線來(lái)實(shí)現(xiàn)。下圖分別是三根和六根輸出線電機(jī)的接線圖：圖3：驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)間的連線圖L、N、PE：驅(qū)動(dòng)器電源電源電壓是

18、220VAC輸入時(shí)，最大電流是3A。電源線橫截面1.5平方毫米，盡量短。驅(qū)動(dòng)器的L端和N端接供電電源，同時(shí)要串接一個(gè)6.3A保險(xiǎn)絲。1.2.7 安裝驅(qū)動(dòng)器在開關(guān)柜中為壁掛式安裝，下圖是驅(qū)動(dòng)器的外型尺寸，正常工作時(shí)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(qiáng)振動(dòng)場(chǎng)所。圖4 WD3-007驅(qū)動(dòng)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(dòng)器正常工作。FLT： 紅燈亮，電機(jī)相間短路時(shí)，過壓時(shí)（大于410V）和欠壓時(shí)（小于200V）亮。TEMP： 紅燈亮，驅(qū)動(dòng)器超溫報(bào)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(cuò)檢查電源連線電源電壓低提高電源電壓電機(jī)不轉(zhuǎn)，且無(wú)保持扭矩電機(jī)連線不斷改正電機(jī)連線RESET輸入信號(hào)起作用使RESET輸入不起作用電機(jī)不轉(zhuǎn)，但有保持扭矩?zé)o脈沖信號(hào)輸入調(diào)整脈沖寬度及信號(hào)的電平電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向錯(cuò)誤相序接反互換任意兩相連線方向信號(hào)輸入不對(duì)改變方向設(shè)定電機(jī)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(jī)堵轉(zhuǎn)排除機(jī)械故障驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)不匹配換合適的驅(qū)動(dòng)器1.3 驅(qū)動(dòng)器WD3-008、WDM3-008驅(qū)動(dòng)器WDM3-008和驅(qū)動(dòng)器WD3-008的電氣特性相同。驅(qū)動(dòng)器WDM3-008用于驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)，它由兩個(gè)完全相同的驅(qū)動(dòng)單元D950和一個(gè)325VAC電源組成，D9

20、50自身無(wú)殼體，所以需要配備一個(gè)325VAC電源， 每個(gè)D950可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)12Nm或一個(gè)16.5Nm電機(jī)。1.3.1 電氣參數(shù)輸入電壓?jiǎn)蜗?20V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(diǎn)可依用戶要求設(shè)定為200、400、500、1000、2000、4000、5000、10000步/轉(zhuǎn)。電機(jī)的空載啟動(dòng)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(hào)接口1.3.4.1 控制信號(hào)定義同WD3-007。圖6 控制信號(hào)接口圖7 輸入控制信號(hào)時(shí)序圖1.3.4.2 控制信號(hào)連接輸入信號(hào)是光藕輸入，輸入電阻是150歐姆，輸入信號(hào)是脈沖、方向和使能，輸入信號(hào)電平可以是5V或24V，當(dāng)用戶需要24V輸入信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器時(shí)要說(shuō)明，否則全部提供5V輸入信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器。輸入信號(hào)可以高有效或低有效，高有效時(shí)，把脈沖-和方向-短接后連到上位機(jī)的信號(hào)地（0V），把脈沖+和方向+分別接到上位機(jī)控制信號(hào)脈沖+和方向+上，低有效時(shí)，把脈沖+和方向+短接后連到上位機(jī)的公共信號(hào)端（5V），把脈沖-和方向-分別接到

22、上位機(jī)控制信號(hào)脈沖-和方向-上?？刂品绞礁唠娖接行Ы泳€低電平有效接線脈沖和方向PULSE+接脈沖信號(hào)DIR+接方向信號(hào)PULSE-與DIR-短接為信號(hào)地PULSE-接脈沖信號(hào)DIR-接方向信號(hào)PULSE+與DIR+短接為公共端1.3.4.3 控制信號(hào)要求輸入信號(hào)：輸入信號(hào)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(jī)每轉(zhuǎn)步數(shù)使用撥碼(DIP)開關(guān)來(lái)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(jī)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(jī)步數(shù)200400500100020004000500010000細(xì)分功能（10細(xì)分）使用細(xì)分開關(guān)來(lái)設(shè)定細(xì)分功能，它能使電機(jī)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(shí)為細(xì)分狀態(tài)，設(shè)置為OFF時(shí)不是細(xì)分狀態(tài)，其它3個(gè)開關(guān)必須保持在OFF位置。（WD3-008有一個(gè)細(xì)分開關(guān)，WDM3-008有兩個(gè)細(xì)分開關(guān)，既每個(gè)D950驅(qū)動(dòng)板有一個(gè)）。I-R

24、ED：設(shè)定半流功能半流功能是指驅(qū)動(dòng)器在100ms內(nèi)無(wú)輸入脈沖時(shí)，自動(dòng)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(jī)的發(fā)熱，又能延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)器的工作壽命。用圖2中撥碼開關(guān)3（CURR-RED）來(lái)設(shè)定半流功能，當(dāng)開關(guān)3設(shè)置為“OFF”時(shí)有半流功能；當(dāng)開關(guān)3設(shè)置成為“ON”時(shí)無(wú)半流功能。GAT/ENA：設(shè)定電機(jī)復(fù)位用門/使能開關(guān)和使能位來(lái)對(duì)電機(jī)進(jìn)行復(fù)位。在設(shè)為門功能、而且使能位有輸入時(shí)，驅(qū)動(dòng)器為工作狀態(tài)。在設(shè)為門功能，使能位無(wú)輸入時(shí)，驅(qū)動(dòng)器封閉任何輸入脈沖，電機(jī)復(fù)位而且無(wú)保持扭矩，以后在該位置上下電時(shí)電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，該功能用于電機(jī)復(fù)位和在多個(gè)電機(jī)時(shí)選擇其中的部分電機(jī)工作。PH.CURR：設(shè)置

25、電機(jī)相電流驅(qū)動(dòng)12Nm和16.5Nm電機(jī)時(shí)，輸出電流分別是4.1A和4.7A，對(duì)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(jī)銘牌上給出的額定相電流，下面給出了設(shè)置在各個(gè)位置時(shí)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(dòng)器和電機(jī)間的連線電機(jī)相間電壓是325VAC，驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)間的動(dòng)力線必須是屏蔽電纜，其橫截面積要1平方毫米，電纜長(zhǎng)度要50米，電纜的屏蔽層一定要與電機(jī)地和驅(qū)動(dòng)器地連接好，它們的地與各自的殼也要連接好。圖8：

26、電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器間的連線L、N、PE：驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)器上的六個(gè)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(dòng)器正常工作，READY綠燈亮；如驅(qū)動(dòng)器工作不正常，READY紅燈亮。07 在電機(jī)的兩相之間發(fā)生短路，信號(hào)線或驅(qū)動(dòng)線接觸不好，脈沖有干擾或脈沖的頻率太高時(shí)亮，F(xiàn)AULT-故障。08 當(dāng)散熱片溫度75時(shí)燈亮，TEMP-超

27、溫。09 當(dāng)輸出電壓410伏時(shí)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(dòng)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(shí)亮沒有使能信號(hào)檢查使能設(shè)置開關(guān)1.4 驅(qū)動(dòng)器D921百格拉公司驅(qū)動(dòng)器D921及配套的步進(jìn)電機(jī)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(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)器D921主要驅(qū)動(dòng)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(jī)。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(dòng)器主回路電源；35VDC（1840），另一路是驅(qū)動(dòng)器控制回路電源：5VDC（5%）。1.4.2 主要特點(diǎn)可依用戶要求設(shè)定為200、400、500、1000、2000、4000、5000、10000步/轉(zhuǎn)。使電機(jī)的空載啟動(dòng)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(hào)接口控制信號(hào)定義：同WD3-007。信號(hào)連接輸入信號(hào)可以高有效

29、或低有效，高有效時(shí)，把脈沖-和方向-短接后連到上位機(jī)的信號(hào)地（0V），把脈沖+和方向+分別接到上位機(jī)控制信號(hào)脈沖+和方向+上，低有效時(shí)，把脈沖+和方向+短接后連到上位機(jī)的公共信號(hào)端（5V），把脈沖-和方向-分別接到上位機(jī)控制信號(hào)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(hào)DIR+接方向信號(hào)PULSE-與DIR-短接為信號(hào)地PULSE-接脈沖信號(hào)DIR-接方向信號(hào)PULSE+與DIR+短接為公共端1.4.5 功能選擇STEP1、STEP2、STEP3：設(shè)置電機(jī)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(gè)電機(jī)有額定的輸入電流，驅(qū)動(dòng)器輸出電流可通過面板上的撥碼開關(guān)來(lái)設(shè)置，當(dāng)CURRENT4狀態(tài)為“ON”時(shí)，電機(jī)相電流為5.8A；CURRENT4為“off”時(shí)，電機(jī)相電流為5.2A。半流功能：指驅(qū)動(dòng)器在100ms內(nèi)無(wú)輸入脈沖時(shí)，自動(dòng)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(jī)的發(fā)熱，又延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)器的工作壽命。該驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部已自動(dòng)設(shè)置為半流功能。1.4.6 功率接口DC+、DC-：驅(qū)動(dòng)器電源U、V、W：電機(jī)接線端子

31、圖11 電機(jī)接線圖1.4.7 狀態(tài)指示驅(qū)動(dòng)器上的發(fā)光二極管指示工作狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)器正常工作，READY燈亮；驅(qū)動(dòng)器工作不正常，RDY不亮或頻閃。1.4.8 安裝驅(qū)動(dòng)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(jī)2.1 基本概念步距角： 電機(jī)每轉(zhuǎn)一步所轉(zhuǎn)過的角度。兩相電機(jī)是1.8度和0.9度；五相電機(jī)是0.72度和0.36度；三相電機(jī)是1.8度，0.9度，0.72度和0.36度。每轉(zhuǎn)步數(shù)： 電機(jī)每轉(zhuǎn)一周所轉(zhuǎn)過的步數(shù)。兩相電機(jī)是200和400步；五相電機(jī)是500和10

32、00步；三相電機(jī)是200，400，500和1000步。保持扭矩：電機(jī)繞組通電不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的最大輸出扭矩值。工作扭矩：電機(jī)繞組通電轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的最大輸出扭矩值。注意：保持扭距比工作扭矩大，選電機(jī)是要以工作扭矩為選擇依據(jù)。2.2 特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu) 三相電機(jī)采用了比五相和兩相步進(jìn)電機(jī)更多的磁極對(duì)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(xiàng)專利）。圖13 兩相、三相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)定子磁極結(jié)構(gòu)圖2.3 先進(jìn)的步進(jìn)電機(jī)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(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，輸入的220VAC（D921驅(qū)動(dòng)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(shí)序分別流過三路繞組，其每個(gè)階梯對(duì)應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一步。通過改變驅(qū)動(dòng)器輸出正弦電流的頻率來(lái)改變電機(jī)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(jī)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(shí)驗(yàn)證明：如果細(xì)分?jǐn)?shù)超過10，電機(jī)帶負(fù)載后，就會(huì)產(chǎn)生跳步和失步現(xiàn)象。所以細(xì)分?jǐn)?shù)超過10沒有實(shí)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(jī)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(jī)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(jī)特點(diǎn)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(jī)械加工工藝，電機(jī)定轉(zhuǎn)子間氣隙僅為50m。電機(jī)轉(zhuǎn)子定子直徑比提高到59%，大大提高了電機(jī)的工作扭矩。磁極數(shù)多于五相步進(jìn)電機(jī)，平穩(wěn)性和定位精度遠(yuǎn)高于五相混合式步進(jìn)電機(jī)。采用交流伺服控制原理。具有交流伺服電機(jī)運(yùn)行特性。幾乎無(wú)共振區(qū)、無(wú)爬行、無(wú)噪音。三相325V（D921驅(qū)動(dòng)器除外）高壓驅(qū)動(dòng)，大大提高了高速扭矩。可按兩相和五相電機(jī)的步數(shù)工作，可取代兩相和五相電機(jī)。電機(jī)的扭矩與電機(jī)步數(shù)無(wú)關(guān)。空載啟動(dòng)速度4.78.0轉(zhuǎn)/秒（因電機(jī)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(guó)

35、產(chǎn)磁鋼能耐150度高溫。滿負(fù)荷、10000步/轉(zhuǎn)時(shí)能平穩(wěn)運(yùn)行和精確定位。2.5 電機(jī)參數(shù)表電機(jī)型號(hào)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(dòng)速度(r/s)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgcm)重量(Kg)接線方式(線數(shù))配套驅(qū)動(dòng)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(jī)安裝尺寸下圖為工作扭矩0.45Nm6Nm步進(jìn)電機(jī)6根輸出線尺寸圖：圖15 電機(jī)尺寸

37、（月牙鍵符合DIM6888標(biāo)準(zhǔn)）型號(hào)參數(shù)VRDM364/LHAVRDM366/LHAVRDM368/LHAVRDM397/LHAVRDM3910/LHAVRDM3913/LWAA57.285B47.1470L42567967.597.5127.5L12130L2510L320301.5L41.62L5無(wú)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(jī)的尺寸圖。其中VRDM./50LWA型電機(jī)尺寸完全相同。下圖為

38、3根輸出線時(shí)2Nm、4Nm、6Nm 、12Nm、16.5Nm電機(jī)尺寸圖：圖16 電機(jī)尺寸型號(hào)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(jī)定位鍵：電機(jī)定位鍵、安裝尺寸完全相同，不安裝定位鍵時(shí)輸出軸直徑也是19j6。圖17 電機(jī)輸出軸定位鍵尺寸圖6線輸出步進(jìn)電機(jī)與3線輸出電機(jī)唯一的區(qū)別在于電機(jī)長(zhǎng)度不同、3線電機(jī)多一個(gè)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(jī)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(shí)一定要說(shuō)明。2.7 抱閘電機(jī)為了使步進(jìn)電機(jī)上下電時(shí)，保證垂直軸導(dǎo)軌不滑動(dòng)，百格拉公司還可根據(jù)用戶要求給電機(jī)配備不同型號(hào)的抱閘。下面為抱閘接線原理圖：圖18 電機(jī)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(jī)的矩頻特性曲線 圖20： 1.5Nm、1.7Nm和3.7Nm電機(jī)的