DY3E系列三相混合式步進電機驅(qū)動器使用手冊(EV1.3)

1、C在本使用手冊中，我們將盡力敘述各種與該驅(qū)動器操 作相關(guān)的事項。限于篇幅限制及產(chǎn)品具體使用等原因，不可能 對驅(qū)動器中所有不必做和/或不能做的操作進行詳細的敘述。 因此，本使用手冊中沒有特別指明的事項均視為“不可能”或“不 允許”進行的操作。V卜本使用手冊的，歸數(shù)控設(shè)備所有，任何單位與個人進 行出版或復印均屬于非法行為， 數(shù)控設(shè)備將保留追究其法律責 任的權(quán)利。公司簡介數(shù)控（GSK）數(shù)控設(shè)備，目前中國數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)銷量最大的企業(yè)，中國 南方的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地，國家863中檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化支撐技術(shù)重點項目承 擔企業(yè)，省20家重點裝備制造企業(yè)之一。十幾年來致力于專業(yè)研發(fā)、設(shè)計及 制造機床數(shù)控系統(tǒng)（數(shù)控裝置、驅(qū)

2、動單元與伺服電機）等產(chǎn)品，推進數(shù)控機床 普及化，開展數(shù)控機床貿(mào)易，現(xiàn)已發(fā)展成為一家集科、教、工、貿(mào)于一體的大 型高新技術(shù)企業(yè)。公司現(xiàn)有員工 1400多名，其中博士 4名、碩士研究生50 多名，工程技術(shù)人員500多名，其中高級職稱50多名。GSK系列產(chǎn)品以高的 性能價格比暢銷全國，遠銷東南亞。2000年至2006年，市場占有率連續(xù)七年 全國第一，產(chǎn)品產(chǎn)銷量連續(xù)七年居國同行業(yè)首位， 為全國最大的機床數(shù)控系統(tǒng) 生產(chǎn)基地。公司主要產(chǎn)品有：GSK系列車床、銑床、加工中心數(shù)控系統(tǒng)，DA98、DA98A、DA98B、DA98D系列全數(shù)字式交流伺服驅(qū)動單元，DY3E系列混合式 步進電機驅(qū)動器，DS3系列雙軸混

3、合式步進電機驅(qū)動器，DF3系列反應(yīng)式步進 電機驅(qū)動器，GSK SJT系列交流伺服電動機，CT-L數(shù)控滑臺等數(shù)控設(shè)備與裝置。 產(chǎn)品全面貫徹現(xiàn)行的國家標準（國際標準）、行業(yè)標準以及作為完善補充的企 業(yè)標準（或企業(yè)控標準），數(shù)控設(shè)備擁有雄厚的技術(shù)開發(fā)力量及完善的生產(chǎn)及 質(zhì)量保障體系，以穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品質(zhì)量滿足廣大用戶的需求。公司健全完善的服務(wù)機制與在國多個省市及國外設(shè)立的十幾個服務(wù)辦事處，可保證在2448小時提供快捷便利的技術(shù)支持和服務(wù)。優(yōu)異的產(chǎn)品、卓越的服務(wù)”成就了數(shù)控 輝煌的今天，廣數(shù)人以 打造百年企業(yè)、鑄就金質(zhì)品牌”作為企業(yè)的經(jīng)營理念， 為打造中國南方的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地、推動民族數(shù)控產(chǎn)業(yè)而不懈努力。

4、現(xiàn)場技術(shù)支持服務(wù)如果您遇到通過不能解決的問題，您可以獲得現(xiàn)場支持的服務(wù)，數(shù)控設(shè) 備將授權(quán)技術(shù)支持工程師到現(xiàn)場幫您解決技術(shù)問題。尊敬的客戶：對您惠顧選用數(shù)控設(shè)備（GSK）的DY3E系列三相混合式步進電機驅(qū)動器我們深感榮幸！使用手冊提供了使用該 驅(qū)動器的有關(guān)容及注意事項。操作不當可能引起意外事故。在使用該驅(qū)動器以前，請務(wù)必仔細閱讀本手冊!本使用手冊適用于DY3（EV1.3版本。請詳細閱讀本使用手冊后，再進行安 裝連接。所有規(guī)格和設(shè)計如有變化，公司恕不另行通知誠摯的感一一您在使用數(shù)控設(shè)備的產(chǎn)品時，對我們的友好支持安全警告與說明1 型號說明22 性能簡介33 技術(shù)參數(shù)44 工作原理錯謀!未定義書簽。5

5、 安裝說明56驅(qū)動器外形圖77 接口及拔碼開關(guān)說明 88 DY3E驅(qū)動器接口原理圖10119三相混合式步進電機參數(shù)表10 DY3E與系統(tǒng)的連接12安全警告與說明安裝驅(qū)動器應(yīng)安裝在通風良好、防護完善的電柜。為保證驅(qū)動器散熱條件，請 按 圖1推薦的空間間距安裝！接線電機線和電源線有較大電流通過，接線時一定要連接牢固，將端子壓緊。 驅(qū)動器和步進電機保護接地必須可靠！通電不得帶電插拔電機插頭，由此將引起嚴重的后果。應(yīng)當安裝過流保護器，用來保護電源線，過電流時切斷電路。電源開關(guān)應(yīng)使用通斷可靠的空氣開關(guān)，不要使用普通的刀閘開關(guān)。在確認沒有導電異物落入驅(qū)動器以及接線正確、連接可靠后，方能通電運行!1 型號說

6、明DY3E輸出相電流（有效值）:11=1.1A，13=1.3A , 24=2.4A，28=2.8A , 30=3.0A增強型系列號三相電機混合式步進電機產(chǎn)品標志：電機驅(qū)動器2性能簡介三相混合式步進電機采用稀土永磁材料制造，與反應(yīng)式步進電機相比具有電磁損耗 小、轉(zhuǎn)換效率高、動態(tài)特性好等優(yōu)點。三相混合式步進電機運行時相對平穩(wěn)、噪聲小、 輸出力矩大且不易失步。三相混合式步進電機在正弦波電流的驅(qū)動下，極大的改善了步 進電機的震蕩和噪聲，是目前步進電機的一種高檔品種。數(shù)控設(shè)備研制的 DY3E系列三相混合式步進電機驅(qū)動器，具有以下特點：技術(shù)新應(yīng)用微電子技術(shù)，將新一代高速單片機嵌入驅(qū)動器，使控制性能提高，電

7、路簡化； 采用交流伺服的控制原理，具有交流伺服運行特性，三相正弦電流驅(qū)動輸出；驅(qū)動器低 壓直流電源應(yīng)用開關(guān)電源技術(shù)，使電源電路體積小，穩(wěn)定可靠微步距運用矢量細分技術(shù)，可控制步進電機轉(zhuǎn)過的最小角度為電機步距角的1/20(0.03 。微步距控制可使步進電機低速運行平穩(wěn)，其運行效果接近交流伺服。微步距驅(qū)動器與卩 m (0.001mm )級CNC控制器配套，可實現(xiàn)m級最小移動量，用于加工弧面、錐面、螺紋 等工件，能明顯提高工件表面的精細效果。高轉(zhuǎn)矩步進電機輸出轉(zhuǎn)矩與注入電流成正比，高速運轉(zhuǎn)時注入電流大小與驅(qū)動器功放級使 用的電壓成正比，目前大部分步進電機驅(qū)動器功放級。由于技術(shù)限制，所使用的電壓在 DC

8、150伏以下，而 DY3E步進電機驅(qū)動器功放級的電壓達到DC310V，因而驅(qū)動步進電機高速運轉(zhuǎn)時仍然有高轉(zhuǎn)矩輸出。高可靠性控制部分集成度高、功放級采用三菱公司的新型智能模塊，整機結(jié)構(gòu)緊湊、電路簡 練、接插件少、機外風冷散熱設(shè)計可減少粉塵侵入機，設(shè)有超溫、過壓、欠壓、保護、 報警信號輸出。3技術(shù)參數(shù)輸入電源AC220V -15%+10%50 Hz /60Hz 3A ( Max)輸岀相電流相電流有效值不大于 4.5A適配電機三相混合式步進電機（步距角0.6 ）工作環(huán)境0C 45 C 10%85%RH 不結(jié)露。無腐蝕性、易燃、易爆、導電性氣體、液體和粉塵。存放環(huán)境-20 C 80 C 10%85%R

9、H 不結(jié)露。驅(qū)動方式SPWM （正弦脈寬調(diào)制）恒流斬波，三相正弦波電流輸出。步距角可由用戶設(shè)定：0.030 0.036 0.045 0.060 0.072 0.075 0.090 0.1200.144 0.900 0.300 0.360 0.450 0.600 0.720 0.750對應(yīng)電機每轉(zhuǎn)脈沖12000、10000、8000、6000、5000、4800、4000、3000、2500、400、1200、1000、 800、 600、 500、 480步距角 設(shè)定方式DIP 開關(guān)（SW1、SW2、SW3、SW5）設(shè)定；輸入信號CP/CP （脈沖）；dir/DIR （方向）；EN/ EN （

10、使能）；輸入電平5V、5 mA10mA , 12V時串入1K電阻，24V時串入2.2K電阻。 輸入回路有電流時輸入有效。位置脈沖輸入方式單脈沖方式：CP （脈沖）+DIR （方向）脈沖寬度2 MS；脈沖頻率：（步距角0.300 ） 200kHz ；（步距角0.300 ） 20kHz ；換向時，dir （方向）信號超前 CP （脈沖）信號10 M。輸出信號RDY1/RDY2 （準備好）：無報警有使能時接通，負載30V、0.5A （ Max ）。掉電相位記憶驅(qū)動斷電后自動記憶當前相位；自動減電流鎖疋當輸入脈沖停止3秒鐘后，鎖定電流自動減半；保護功能超溫、制動異常、欠壓、超壓、IPM模塊異常。狀態(tài)指

11、示綠色led rdy：正常指示，無故障有使能時亮；A、B、C:脈沖指示黃色LED ALM :制動異常、欠壓、超壓、超溫、IPM模塊異常時閃亮。外形尺寸244 mm X163 mm X92mm （參見圖 1）重 量2.7kg4先進的步進電機控制原理數(shù)控設(shè)備將交流伺服控制原理應(yīng)用到三相混合式步進電機驅(qū)動器中，輸入的AC220V經(jīng)整流后變?yōu)镈C 310V，再經(jīng)脈寬調(diào)制變?yōu)槿?310V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。按目前的電子技術(shù)，正弦電流的階梯數(shù)可以分得很多

12、，理論上電機每轉(zhuǎn)的步數(shù)可以 很高，這就是細分技術(shù)，但經(jīng)過理論分析及大量的實驗證明：如果細分數(shù)超過10，電機帶負載后，就會產(chǎn)生跳步和失步現(xiàn)象。所以細分數(shù)超過10沒有實際意義。目前僅僅三相正弦電流細分技術(shù)能保證細分后電機輸出扭矩不下降，而且每一步都能精確定位。當電機三相繞組通入正弦波電流（三相電流相位差為120 ）時，該電流在電機的氣隙中產(chǎn)生一個空間幅值恒定的旋轉(zhuǎn)磁勢，該空間磁勢的大小和方向與各相的電流的順序 和大小有關(guān)，并且要求驅(qū)動器在電機繞組中的電流為雙向的分級變化的階梯波（當分級 數(shù)無限增加時，電流波將形成正弦波），各相電流之間的相位差為120。電機磁性轉(zhuǎn)子跟蹤定子空間磁勢面移動形成電機旋轉(zhuǎn)

13、，當空間磁勢定位于某點時，轉(zhuǎn)子也定位于該點，實現(xiàn)了精確定位。電機相電流波形和電機步距角的關(guān)系如下圖所示：當某一相電流變化一個完整周期時（其它相電流也各自變化一個完整的周期，只是相角不同而己），步進電機轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)過一個齒距，對應(yīng)的機械角為360 7Z2（Z2為電機轉(zhuǎn)子齒數(shù)）若相電流在一個周期分成N個臺階電流值，轉(zhuǎn)子在每一個臺階電流處于不同的定位點，因此，步進電機的步距角為：a=360 /（NZ2），或電機每轉(zhuǎn)步數(shù)為：S=N XZ2。如果每一個正弦周期由 20個電流臺階N組成，由于電機的轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z2為50個，則電機的步距角 a =360 NZ2）=360 /（20 X50） =0.36。，電機每一轉(zhuǎn)

14、需脈沖個數(shù)為:S=N XZ2=20 X50=1000 。5安裝說明驅(qū)動器外型及安裝尺寸見圖 1。安裝步驟：a）開箱檢查DY3E驅(qū)動器為單臺（軸）包裝，開箱后請按裝箱單核對驅(qū)動型號、編號、說明書、合格證附件等，如發(fā)現(xiàn)與裝箱單不符請及時和我廠聯(lián)系。檢查驅(qū)動器有無機箱變型，部件破損等異常情況， 如有異常，請確認不影響使用后再安裝，或與我公司聯(lián)系。b）安裝DY3E驅(qū)動器應(yīng)安裝在通風良好，防護完善的電柜，為保證驅(qū)動器散熱條件，請按圖1中推薦的空間間距安裝。c）接線按照下述接口說明，接齊信號線、電機線、電源線。電機線和電源線流過電流較大， 接線時一定要接牢，且電機線和電源線應(yīng)大于1mm2。由于驅(qū)動器工作于

15、高頻斬波方式，步進電機會存在感應(yīng)電壓和泄漏電流，建議驅(qū)動器的電源通過隔離變壓器提供，并保證驅(qū)動器和步進電機妥善接地，以確保使用安全。電源開關(guān)應(yīng)選用空氣開關(guān)、漏電保護開關(guān)或接觸器，保證快速、可靠地通斷。6驅(qū)動器外形圖圖17接口及拔碼開關(guān)說明1 ）信號接口信號接線見下表引腳端子名信號說明1CP+脈沖信號（正端）輸入9CP-脈沖信號（負端）輸入2DIR+方向電平信號（正端）輸入10DIR-方向電平信號（負端）輸入3EN+使能信號（正端）輸入11EN-使能信號（負端）輸入6RDY1準備好信號14RDY2準備好信號注：DY3E工作正常時6和14腳部接通；報警時6和14腳斷開。2）電機接口和電源接口電源輸

16、入交流220V，并從L、N端并聯(lián)到r、t端。步進電機部線圈接成星型，電機的三個引出線可任意接至U、V、W。若發(fā)現(xiàn)電機旋轉(zhuǎn)方向錯誤應(yīng)先關(guān)掉電源，再任意調(diào)換2個電機線的接頭位置。3）狀態(tài)指示燈黃色報警燈ALM，ALM亮時驅(qū)動器報警。4個綠燈：RDY驅(qū)動器為準備好指示燈， 此燈亮時表示工作正常；A、B、C六個燈表示脈沖輸入狀態(tài)，開機初始狀態(tài)為兩個軸前一次掉電前的狀態(tài)。A、B、C共有8種狀態(tài)指示，使用時，可根據(jù)未加工前在程序零點 時與加工后回程序零點后 A、B、C的狀態(tài)是否相同，來判斷加工過程是否失步。4）拔碼開關(guān)在狀態(tài)指示燈下有 SW1SW6六個撥碼開關(guān)。SW1、SW2、SW3、SW5四個撥碼開關(guān)為

17、步距角設(shè)置開關(guān)， 共可設(shè)置16種不同步距角。如表一開關(guān)位置與步距角對照表所開關(guān)位置SW1ONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFONOFFSW2OFFONONOFFOFFONONOFFOFFONONOFFOFFONONOFFSW3OFFOFFOFFONONONONOFFOFFOFFOFFONONONONOFFSW5OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFONONONONONONONONOFF步距角（）0.0360.0720.060.1440.090.120.90.300.360.450.60.720.0450.750.0750.03示。SW4和SW6兩個開關(guān)作為

18、輸出驅(qū)動器電流粗調(diào)功能開關(guān)。表二為撥碼開關(guān)位置與 輸出電流對照表開關(guān)SW4ONOFFONOFF位置SW6ONONOFFOFF電流值滿電流滿電流X0. 8滿電流X0. 6滿電流X0. 4注1 :撥碼開關(guān)朝右為 OFF （關(guān)），朝左為 ON （開） 注2 :滿電流即為驅(qū)動器標識電流值。8 DY3E驅(qū)動器接口原理圖注1 :輸入信號電平為5V時的接法。信號電平大于5V時，需串連限流電阻，使輸入電流為410mA ；注2:驅(qū)動器注3:應(yīng)選擇合適的非熔絲斷路器配套驅(qū)動器。型號相數(shù)保持轉(zhuǎn)矩步距角靜態(tài)相電流空載運行頻率空載起動頻率相電感轉(zhuǎn)動慣量Kgcm2使用電壓 圍VKC重量Kg90BYG350A32Nm0.6

19、1.0A30000Hz1600Hz28mH1.580325V390BYG350B34Nm0.61.1A30000Hz1600Hz38mH3.080325V490BYG350C36Nm0.61.3A30000Hz1600Hz43mH4.580325V5110BYG350A38Nm0.62.4A30000Hz1600Hz20mH8.480325V7110BYG350B312Nm0.62.8A30000Hz1600Hz30mH12.680325V10110BYG350C316Nm0.63.0A30000Hz1600Hz35mH16.880325V129三相混合式步進電機參數(shù)表注：空載運行頻率和空載起

20、動頻率的運行步距角為0.6型號步距角運行矩頻特性（N m / H z）2.01.91.81.81.71.71.61.21.190BYG350A0.63005001000200040006000800010000120004.03.73.73.63.52.71.91.61.490BYG350B0.63005001000200040006000800010000120006.05.55.45.44.32.72.21.61.590BYG350C0.6-3005001000200040006000800010000120008.48.48.48.38.17.05.14.54.0110BYG350A0.630050010002000400060008000100001200011.711.711.711.610.67.65.75.14.2110BYG350B0.630050010002000400060008000100001200015.915.915.915.813.08.56.55.65.1110BYG