雷賽新一代M系列低成本高性能步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品介紹
產(chǎn)品特性
◆低成本高性能第三代步進(jìn)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品；
◆精密電流控制，電機(jī)發(fā)熱少；
◆七款型號(hào)，產(chǎn)品涵蓋24~120VDC或18~80VAC工作電壓范圍；
◆高速性能特佳，比一般驅(qū)動(dòng)器高20％；
◆自動(dòng)適配各種電感電機(jī)，具最優(yōu)性能；
◆低速運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)大小步現(xiàn)象；
◆16種微步細(xì)分，包含2~256和5~200細(xì)分系列；
◆可替代和升級(jí)多款老M系列產(chǎn)品。
新一代M系列概述
新M系列是雷賽十年開(kāi)發(fā)成功的第三代步進(jìn)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。本系列比原有的M系列產(chǎn)品（M860/MA860/M542/ ME752等）具有更好的性能和更低的成本，是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上最具性價(jià)比的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。傳統(tǒng)的M系列產(chǎn)品（第一代）將逐步退出市場(chǎng)。
新M系列步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器采用了雷賽公司自主研發(fā)的多項(xiàng)專利控制技術(shù)。新M系列采用高速力矩提升技術(shù)，使得相同的電機(jī)在相同電壓、電流下，速度與加速性能比其他驅(qū)動(dòng)器明顯提升，約提高20％，如圖1所示。
該系列驅(qū)動(dòng)器在本公司首創(chuàng)的“純正弦電流控制技術(shù)”基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和采用了最新的“純正弦精密電流控制技術(shù)” 。圖2顯示采用純正弦精密電流控制技術(shù)，可有效減少電流紋波，使得電機(jī)發(fā)熱下降10～20℃。
新M系列電機(jī)控制參數(shù)自適用技術(shù)，使得各種大小電感的電機(jī)在各種電壓下都能發(fā)揮出最優(yōu)性能和最低發(fā)熱。 從而避免許多驅(qū)動(dòng)器難以適應(yīng)各種電機(jī)、對(duì)小電感電機(jī)溫升極高、對(duì)大電感電機(jī)高速力矩太低、低壓下性能差但高壓下電機(jī)發(fā)燙等現(xiàn)象，如圖3所示。
新M系列步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器采用了三級(jí)數(shù)字濾波技術(shù)，大大提高了驅(qū)動(dòng)器的抗干擾性能，抑制雜波對(duì)驅(qū)動(dòng)器的影響，有效防止驅(qū)動(dòng)器誤動(dòng)作，提高加工的精度和設(shè)備的穩(wěn)定性。
各型號(hào)特點(diǎn)與定位
新M系列共有七款型號(hào)，四款為直流輸入（M542/M752/M860 V5.0/M880A），三款為交直流輸入皆可（MA550/MA860/MA860H），可以匹配42/57/86/110等機(jī)座的各種兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，適用于各種工業(yè)自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化用途。其中MA550/MA860/MA860H三款型號(hào)的工作電源可以直接從電源變壓器接入，不需要額外增加電源整流板，可以簡(jiǎn)化用戶的接線和節(jié)省部分成本。
M542 V2.0主要是替代M542 V1.X和ME542 V1.X兩型號(hào)，克服其電機(jī)運(yùn)行噪音大、發(fā)熱大、平穩(wěn)度不夠高等特點(diǎn)。
M752是一款體積小巧、高速性能優(yōu)異的中壓驅(qū)動(dòng)器，可升級(jí)取代M742、M840、M839等型號(hào)。
M860 V5.0是一款高速性能優(yōu)異的直流中壓驅(qū)動(dòng)器，可直接取代M860。
MA860是一款交直流都可以輸入的中壓驅(qū)動(dòng)器，主要針對(duì)雕刻等要求高低速性能好、成本低的用途。
MA860H是一款MA860的升壓版本，工作電壓范圍為40~80VAC，帶風(fēng)扇強(qiáng)制散熱，適用于86和110機(jī)座的步進(jìn)電機(jī)(6~15NM)執(zhí)行中高速運(yùn)動(dòng)。
產(chǎn)品命名規(guī)則
新M系列驅(qū)動(dòng)器型號(hào)預(yù)覽表
| 驅(qū)動(dòng)器型號(hào) | 替代型號(hào) |
電流范圍峰值電流） |
輸入電壓 |
外形尺寸mm |
配套電機(jī) |
控制方式 |
控制信號(hào) |
M542 V2.0 |
M535、M542、ME542 |
1.0A~4.2A，8檔可調(diào)，分辨率為約0.45A |
24—50VDC |
118×75.5×34 |
42、57 |
單/雙脈沖 |
差分 |
M752 |
M840、M839、ME742 |
1.26A~5.2A，8檔可調(diào)，分辨率為約0.5A |
36—75VDC |
118×75.5×34 |
57、86 |
單/雙脈沖 |
差分 |
M860 V5.0 |
M860 |
2.4A~7.2A，8檔可調(diào)，分辨率為約0.6A |
24－80VDC |
151×97×48 |
57、86 |
單/雙脈沖 |
差分 |
MA860 |
M860、M880、MD882 |
2.4A~7.2A，8檔可調(diào)，分辨率為約0.6A |
24—60VAC |
151×97×48 |
57、86 |
單/雙脈沖 |
差分 |
MA860H |
|
2.4A~7.2A，8檔可調(diào)，分辨率為約0.6A |
36—80VAC |
151×97×48 |
86、110 |
單/雙脈沖 |
差分 |
工作環(huán)境
| 冷卻方式 | 自然冷卻或外加散熱器 |
|
使 |
場(chǎng)合 |
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、強(qiáng)振動(dòng)場(chǎng)所，禁止有可燃?xì)怏w和導(dǎo)電灰塵； |
溫度 |
0——+50℃ |
|
濕度 |
40—90%RH |
|
振動(dòng) |
5.9m/s2MAX |
|
保存溫度 |
-20℃～125℃ |
|
使用注意事項(xiàng)
A、工作電源的選擇：當(dāng)輸入電源是直流電源時(shí)，其輸入電壓不可以超過(guò)驅(qū)動(dòng)器的最高工作電壓，輸入電源電壓的紋波應(yīng)小于5％，當(dāng)紋波電壓大于5％時(shí)需外接電解電容。外接電解電容時(shí)需注意電容的極性和耐壓，電解電容的耐壓應(yīng)為輸入電源電壓的1.3倍以上。當(dāng)輸入電源為交流電源時(shí)，其輸入電壓不可以超過(guò)驅(qū)動(dòng)器的最高工作電壓和低于最低工作電壓，頻率為50/60Hz。
B、安裝時(shí)，要注意電柜內(nèi)部的空氣流通，確保驅(qū)動(dòng)器有良好的散熱。對(duì)于有散熱風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，安裝時(shí)確保其風(fēng)道暢通。對(duì)于靠自然冷卻的驅(qū)動(dòng)器，應(yīng)將其安裝在較大和較厚的金屬件上。對(duì)于同一機(jī)柜內(nèi)部安裝有多臺(tái)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，最好機(jī)柜上安裝散熱風(fēng)扇，保持機(jī)柜內(nèi)部空氣流通。
C、接線時(shí)，要確保驅(qū)動(dòng)器的外殼與設(shè)備和電柜的保護(hù)地接線良好?？刂凭€最好采用屏蔽線，在布線時(shí)注意與電機(jī)線或電源線等強(qiáng)電分開(kāi)。接線時(shí)，禁止在和接線端子相連的線頭上鍍錫，否則可能因接觸電阻變大，過(guò)熱而損壞端子，一般直接接入。
D、嚴(yán)禁帶電拔插驅(qū)動(dòng)器的強(qiáng)電端子，帶電拔插強(qiáng)電端子將會(huì)導(dǎo)致巨大的瞬時(shí)感生電動(dòng)勢(shì)將燒壞驅(qū)動(dòng)器。
接線示意圖
為了使控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)器能夠正常的通信，避免相互干擾，在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置高速光藕器件對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行隔離，PUL、DIR、ENA三路信號(hào)采用差分式接口電路可適用差分信號(hào)、單端共陰及共陽(yáng)等接口。
常用的連接方式有：
1、共陽(yáng)方式，將PUL＋、DIR＋和EN＋接在一起作為共陽(yáng)端接外部系統(tǒng)的＋5V，脈沖信號(hào)接入PUL端，方向信號(hào)接入DIR－-端，使能信號(hào)接入ENA－端；
2、共陰方式，將PUL－、DIR－和ENA－接在一起作為共陰端接在系統(tǒng)的GND，脈沖信號(hào)接入PUL＋端，方向信號(hào)接入DIR＋端，使能信號(hào)接入ENA＋端；
3、差分方式，將控制器的脈沖信號(hào)、方向信號(hào)和使能信號(hào)的正負(fù)端分別直接接入到驅(qū)動(dòng)器的PUL＋、PUL－、DIR＋、DIR－、ENA＋和ENA－端。接口示意圖如下圖所示：
當(dāng)采用共陽(yáng)和共陰方式時(shí)，當(dāng)控制器提供的控制信號(hào)電壓大于5V時(shí)，信號(hào)線上需串接限流電阻。其中當(dāng)控制信號(hào)電壓為12V時(shí)，需串接1K 1/4W的電阻；當(dāng)控制信號(hào)電壓為24V時(shí)，需串接2K 1/4W的電阻。
為了避免誤動(dòng)作和偏差，PUL、DIR和ENA應(yīng)滿足一定控制時(shí)序要求，如下圖所示：
注釋：
（1）t1：ENA（使能信號(hào)）應(yīng)提前DIR至少5μs，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5μs確定其狀態(tài)高或低。
（3）t3：脈沖寬度至少不小于1.5μs。
（4）t4：低電平寬度不小于1.5μs。
電機(jī)的選配
用戶在選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)主要考慮電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和額定電流的大小。電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大小由電機(jī)尺寸決定。尺寸大的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩較大；電機(jī)的電流大小主要與電感有關(guān)，小電感電機(jī)高速性能好，但電流較大。用戶需考慮系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩、傳動(dòng)比、運(yùn)行速度、加減速度等因素估算出所選電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)考慮電機(jī)安裝尺寸等因素，來(lái)選擇合適的步進(jìn)電機(jī)。
用戶可以根據(jù)以下公式來(lái)估算所需的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩：
T電機(jī)＝C(Jε+T負(fù)載）
J：負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ε：負(fù)載的最大角加速度 C：安全系數(shù)，推薦值1.2～1.4
T負(fù)載：最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括有效負(fù)載、摩擦力、傳動(dòng)效率等阻力轉(zhuǎn)矩
T電機(jī)：電機(jī)需要輸出的轉(zhuǎn)矩，所選擇的電機(jī)轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于該值
混合式進(jìn)步電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的主要有如下特點(diǎn)：
·電機(jī)實(shí)際電流越大，輸出轉(zhuǎn)矩越大，但電機(jī)銅損（P＝I2R）越大，電機(jī)發(fā)熱越多；
·驅(qū)動(dòng)器供電電壓越高，電機(jī)的高速輸出轉(zhuǎn)矩越大；
·高速比中低速輸出轉(zhuǎn)矩小，如下圖矩頻特性圖所示。
步進(jìn)電機(jī)的接線
M系列驅(qū)動(dòng)器可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)4、6、8線的兩相、四相混合式步進(jìn)電機(jī)，步距角為1.8度0.9度的均可適用。對(duì)于6、8線步進(jìn)電機(jī)，不同線圈的接法電機(jī)性能有相當(dāng)大的差別，具體如下圖所示：
輸入電壓和輸出電流的選用
M系列驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)國(guó)內(nèi)外各廠家的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，為了獲得最滿意的驅(qū)動(dòng)效果，需要選取合理的供電電壓和設(shè)定電流。驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓的高低決定電機(jī)的高速性能，而驅(qū)動(dòng)器輸出電流設(shè)定決定電機(jī)的力矩。
◆驅(qū)動(dòng)器輸入電壓的設(shè)定
一般來(lái)說(shuō)，供電電壓越高，電機(jī)高速時(shí)力矩越大，越能避免高速時(shí)掉步。但電壓太高會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器過(guò)壓保護(hù)，電機(jī)發(fā)熱較多，甚至可能導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器損壞。在高壓下工作時(shí)，電機(jī)低速運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)會(huì)大一些。
◆驅(qū)動(dòng)器輸出電流的設(shè)定
對(duì)于同一電機(jī)，電流設(shè)定值越大時(shí)，電機(jī)輸出力矩越大，但電流大時(shí)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的發(fā)熱也比較嚴(yán)重。具體發(fā)熱量的大小不但與驅(qū)動(dòng)器輸出電流的設(shè)定值有關(guān)，也與運(yùn)動(dòng)類(lèi)型及停留時(shí)間有關(guān)。以下的設(shè)定方式采用步進(jìn)電機(jī)額定電流值作為參考，但實(shí)際應(yīng)用中的最佳值應(yīng)在此基礎(chǔ)上調(diào)整。原則上如溫升小于40℃時(shí)，則可視需要適當(dāng)加大電流設(shè)定值以增加電機(jī)輸出功率（提高輸出力矩和改善高速響應(yīng)）。
當(dāng)電流設(shè)定后試運(yùn)行15～30分鐘，如電機(jī)溫升大于70℃時(shí)，則應(yīng)降低電流設(shè)定值。一般情況把驅(qū)動(dòng)器的輸出電流設(shè)成電機(jī)長(zhǎng)期工作時(shí)出現(xiàn)溫?zé)岬贿^(guò)熱的數(shù)值。
