DY3E系列三相混合式步進電機驅(qū)動器使用手冊簿(EV1.3)

1、實用文檔布在本使用手冊中，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。幸本使用手冊的版權(quán)，歸廣州數(shù)控設(shè)備有限公司所有，任何單位與個人進行出版或復(fù)印均屬于非法行為，廣州數(shù)控設(shè)備有限公司將保留追究其法律責任的權(quán)利。公司簡介廣州數(shù)控（GSK）廣州數(shù)控設(shè)備有限公司，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)，廣東省 20家重點裝備制造企業(yè)之一。十幾年來 致

2、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)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)七年居國內(nèi)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、銃床、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， DY

3、3E系列混合 式步進電機驅(qū)動器，DS3系列雙軸混合式步進電機驅(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)內(nèi)控標準），廣州數(shù)控設(shè)備有限公司擁有雄厚的技術(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)機制與在國內(nèi)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小時內(nèi)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)”成就了廣州數(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

4、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?，F(xiàn)場技術(shù)支持服務(wù)如果您遇到通過電話不能解決的問題，您可以獲得現(xiàn)場支持的服務(wù)，廣 州數(shù)控設(shè)備有限公司將授權(quán)技術(shù)支持工程師到現(xiàn)場幫您解決技術(shù)問題。、乙刖 日尊敬的客戶：對您惠顧選用廣州數(shù)控設(shè)備有限公司(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)內(nèi)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。誠摯的感謝一一您在使用

5、廣州數(shù)控設(shè)備有限公司的產(chǎn)品時，對我們的友好支持。目錄安全警告與說明 11 型號說明 22 性能簡介 33 技術(shù)參數(shù) 44 工作原理 錯誤！未定義書簽。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 109 三相混合式步進電機參數(shù)表 1110 DY3E與系統(tǒng)的連接 12文案大全安全警告與說明安裝驅(qū)動器應(yīng)安裝在通風(fēng)良好、防護完善的電柜內(nèi)。為保證驅(qū)動器散熱條件, 請按 <圖1>«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

6、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(dǎo)電異物落入驅(qū)動器內(nèi)以及接線正確、連接可靠后，方能通電運行！1型號說明DY3E I 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

7、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。廣州數(shù)控設(shè)備有限公司研制的DY3E系列三相混合式步進電機驅(qū)動器，具有以下特八、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)動器內(nèi)，使控制性能提高，電路簡化；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)動器內(nèi) 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 m (0.001mm )級CNC控制器配套

8、，可實現(xiàn)科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 DC150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(fēng)冷散熱設(shè)計可減少粉塵侵入機內(nèi)，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

9、/60Hz 3A (Max)輸出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0 C 45 C 10%85%RH、不結(jié)露。無腐蝕性、易燃、易爆、導(dǎo)電性氣體、液體和粉塵。存放環(huán)境-20 C 80 C 10%85%RH、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、0.120、0.144、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、

10、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 （使能）；輸入電平5V、5 mA 10mA , 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 gs；脈沖頻率：（步距角0.300 ） 200kHz ;（步距角）0.300 ）020kHz;換向時，DIR （方向）信號超前 CP （脈沖）信號10 g

11、so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 X 163 mm x 92mm (參見圖 1)重 量2.7kg4先進的步進電機控制原理廣州數(shù)控設(shè)備有限公司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AC 220V經(jīng)整

12、流后變?yōu)?DC 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，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

13、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)，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° /Z2（Z2為電機轉(zhuǎn)子齒數(shù)）.若相電流在一個周期內(nèi)分成N個臺階電流

14、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=NX Z2。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 ° / （20X 50） =0.36 ° ,電機每一轉(zhuǎn)需脈沖個數(shù)為：S=NXZ2=20X 50=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

15、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(fēng)良好，防護完善的電柜內(nèi)，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)動器外形圖器動驅(qū)機電進步 式合混相三P7接口

16、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：DY3仃作正常時6和14腳內(nèi)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入交流220V,并從L、N端并聯(lián)到r、t端。步進電機內(nèi)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?xí)r驅(qū)動

17、器報警。4個綠燈：RDY驅(qū)動器為準備好指示燈， 此燈亮?xí)r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 SW卜SW6六個撥碼開關(guān)。SW1 SW2 SW3 SW50個撥碼開關(guān)為 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示。SW4和SW6兩個開關(guān)作為輸出驅(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)位置SWiONOFFONOFFONOFFONOFF

18、ONOFFONOFFONOFFONOFFSW2OFFONONOFFOFFONONOFFOFFONONOFFOFFONONOFFSW3OFFOFFOFFONONONONOFFOFFOFFOFFONONONONOFFSW5OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFONONONONONONONONOFF步距角（。）0.0360.0720.060.1440.090.120.90.300.360.450.60.720.0450.750.0750.03開關(guān)SW 4ONOFFONOFF位置SW 6ONONOFFOFF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 （

19、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)動器接口原理圖使輸入電流為410mA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,注2:驅(qū)動器 3 端必須與機床電器柜地相連。注3:應(yīng)選擇合適的非熔絲斷路器配套驅(qū)動器。9三相混合式步進電機參數(shù)表型號相數(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使用電壓范圍VKC重量Kg90BYG350A32Nm0.61.0A30000Hz1600Hz28mH1.580325V390BYG350B34Nm0.61.1A30000Hz1600Hz38mH3.080325V490BYG

20、350C36Nm0.61.3A30000Hz1600Hz43mH4.580325V5110BYG350A38Nm0.62.4A30000Hz1600Hz20mH8.480325V7110BYG350B312Nm0.62.8A30000Hz1600Hz30mH12.680325V10110BYG350C316Nm0.63.0A30000Hz1600Hz35mH16.880325V12注：空載運行頻率和空載起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 )90BYG350A.0.62.01.91.81.81.71.71.61.21.130050010002000400060

21、008000100001200090BYG350B0.64.03.73.73.63.52.71.91.61.430050010002000400060008000100001200090BYG350C0.66.03005.55005.410005.420004.340002.760002.280001.6100001.512000110BYG350A0.68430084500841000832000814000706000518000A510000A01200011.711711711610676_5Z_51A2110BYG350B0.630050010002000400060008000100001200015.915.915.915.813.08.56.55.65.1110BYG350C0.6300