ZDM-3HA2280HD新一代數(shù)字顯示閉環(huán)三相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

一、產(chǎn)品簡介

1．概述

CL2254 是本公司基于十幾年步進(jìn)與伺服研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)成功的一款新型閉環(huán)三相高壓步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器， 采用****電機(jī)控制雙核專用芯片和應(yīng)用矢量型閉環(huán)控制算法，從而****克服了開環(huán)步進(jìn)電機(jī)丟步的問題，同時(shí)由于使用三相高壓步進(jìn)電機(jī)和交流220V直接供電，能明顯提升電機(jī)的高速性能和扭矩輸出、降低電機(jī)的發(fā)熱程度和減小電機(jī)的高中低速振動(dòng)，從而提升機(jī)器的加工速度和精度以及降低機(jī)器的能耗。此外，在電機(jī)連續(xù)過載時(shí)，驅(qū)動(dòng)器會(huì)輸出報(bào)警信號(hào)，具有與交流伺服系統(tǒng)同樣的可靠性。 同時(shí)電機(jī)安裝尺寸與傳統(tǒng)的86-110系列步進(jìn)電機(jī)完全兼容，傳統(tǒng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)方案極易升級(jí)，并且成本相比開環(huán)步進(jìn)電機(jī)增加不多，僅相當(dāng)于傳統(tǒng)交流伺服系統(tǒng)的 30-50%。

2．技術(shù)背景與特點(diǎn)

閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制作為一種新型的步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)，是在傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)后軸上安裝了高精度光學(xué)增量編碼器，由于編碼器具備轉(zhuǎn)子實(shí)時(shí)位置信息回傳特性，所以驅(qū)動(dòng)器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)軸位置，每秒取樣電機(jī)軸位置信息達(dá)到20000次，這使得驅(qū)動(dòng)器可實(shí)時(shí)補(bǔ)償位移偏差，保證精確定位。而傳統(tǒng)開環(huán)步進(jìn)電機(jī)，由于無編碼器反饋轉(zhuǎn)子實(shí)時(shí)位置信息，當(dāng)負(fù)載突然變化時(shí)，電機(jī)會(huì)出現(xiàn)丟步，從而導(dǎo)致定位錯(cuò)誤，最終給用戶帶來巨大損失。

閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)特別適用于低剛性負(fù)載情況（如：皮帶，滑輪系統(tǒng)），如果使用交流伺服系統(tǒng)，它們有一個(gè)共同的問題，就是一直要做補(bǔ)償動(dòng)作。為了得到較好的剛性，交流伺服系統(tǒng)特別希望工作在高增益條件下，這樣極易導(dǎo)致交流伺服電機(jī)定位時(shí)會(huì)偏離位置，而驅(qū)動(dòng)器會(huì)通過相反方向超調(diào)來糾正偏差，這種空震現(xiàn)象，在系統(tǒng)中十分普遍，其中靜止摩擦力明顯高于運(yùn)行摩擦力。解決方案是降低增益，但是響應(yīng)速度和精確度會(huì)受到影響。而閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)能****解決這個(gè)問題。它利用步進(jìn)電機(jī)的獨(dú)特性能，將其固定在既定位置，減少震蕩。

這種優(yōu)點(diǎn)特別適用于納米技術(shù)，半導(dǎo)體制造，視覺系統(tǒng)和噴墨打印領(lǐng)域，因?yàn)橐陨现圃煨袠I(yè)對(duì)系統(tǒng)的低振動(dòng)性有很高要求。

CL2254采用了1000p/r高精度光學(xué)增量編碼器。區(qū)別于傳統(tǒng)的內(nèi)部微細(xì)分步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，系統(tǒng)內(nèi)部的高性能雙核數(shù)字信號(hào)處理器芯片，使用矢量控制和濾波技術(shù)，以****次諧波達(dá)到平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)控制。

在高負(fù)載和高速情況下，CL2254表現(xiàn)依舊出色，不會(huì)出現(xiàn)失步或定位錯(cuò)誤。轉(zhuǎn)矩輸出較之普通步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器而言，CL2254在長時(shí)間內(nèi)可保持高轉(zhuǎn)矩輸出，在****負(fù)載情況下，步進(jìn)電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象。區(qū)別于傳統(tǒng)開環(huán)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，CL2254倚靠其創(chuàng)新的電流相位控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在高速運(yùn)動(dòng)條件下，持續(xù)高轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。因其可以實(shí)時(shí)監(jiān)測當(dāng)前定位特性，讓步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)了在****負(fù)載下，仍可以保持高轉(zhuǎn)矩輸出。

由于CL2254驅(qū)動(dòng)器可以根據(jù)負(fù)載變化，實(shí)時(shí)調(diào)整控制電流，因此可以減少熱量的產(chǎn)生，提升使用效能，相比開環(huán)步進(jìn)電機(jī)，發(fā)熱量減少50%以上，使得電機(jī)和軸承壽命得以延長，提升產(chǎn)品品質(zhì)，降低維修率。

3．性能參數(shù)

u 采用全新32位電機(jī)控制專用雙核數(shù)字智能芯片；

u 4位LED數(shù)碼管顯示配4個(gè)按鍵操作，直觀明了，操作方便；

u 采用先進(jìn)的矢量電流、速度和位置閉環(huán)控制算法；

u 靜態(tài)電流和動(dòng)態(tài)電流比例可以任意設(shè)置（0---8A范圍內(nèi)）；

u 可驅(qū)動(dòng) 86-110全系列閉環(huán)三相混合式步進(jìn)伺服電機(jī)；

u 電機(jī)標(biāo)配1000線高精度光電或者磁編碼器；

u 提供與各種脈沖源相匹配的電子齒輪（任意細(xì)分值）；

u 光耦隔離差分信號(hào)輸入，脈沖響應(yīng)頻率****可達(dá)300KHZ；

u 具有過流、過壓、超速、過熱、跟蹤誤差超差等保護(hù)功能；

u 支持指令控制模式；

u 集成RS232通信功能，并且支持PC端軟件調(diào)試參數(shù)；

       使用交流220V市電直接供電，節(jié)省變壓器成本。

4．產(chǎn)品相對(duì)優(yōu)勢

    ● 優(yōu)于開環(huán)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)：

u 準(zhǔn)確定位，電機(jī)不會(huì)失步；

u 定位穩(wěn)定，即使受到外部力量影響，如機(jī)械振動(dòng)或垂直定位保持，也會(huì)自動(dòng)回復(fù)到原位；

u 采用****額定轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而傳統(tǒng)開環(huán)步進(jìn)電機(jī)為避免失步問題，通常只會(huì)用50%額定轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動(dòng)電機(jī)；

u CL2254的控制電流依負(fù)載而定，電機(jī)能在高速下運(yùn)行，而傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)無論荷重，一律使用恒定電流，因此能效大大提高；

u 由于電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出沒有損失，所以電機(jī)的體積相比原來的開環(huán)系統(tǒng)降低1-2檔，從而使電機(jī)的安裝尺寸更小，系統(tǒng)成本下降；

    ●優(yōu)于交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)：

u 無需調(diào)整增益(應(yīng)負(fù)載變化自動(dòng)調(diào)整增益)；

u 維持穩(wěn)定的位置控制，定位完成后無抖動(dòng)；

u 可以實(shí)現(xiàn)快速定位，加減速曲線可以更陡，從而提高加工效率；實(shí)際測試空載起跳頻率達(dá)8KHZ以上。

u 擅長在快速短行程運(yùn)動(dòng)中持續(xù)運(yùn)行；

u 成本只是交流伺服系統(tǒng)的30%-50%；

二、電氣、機(jī)械和環(huán)境指標(biāo)

1．電氣指標(biāo)

2．使用環(huán)境及參數(shù)

4．加強(qiáng)散熱方式 

（1）驅(qū)動(dòng)器的可靠工作溫度通常在60℃以內(nèi)，電機(jī)工作溫度為80℃以內(nèi)； 

    （2）安裝驅(qū)動(dòng)器時(shí)請采用直立側(cè)面安裝，使散熱器表面形成較強(qiáng)的空氣對(duì)流；必要時(shí)靠近驅(qū)動(dòng)器處安裝風(fēng)扇，強(qiáng)制散熱，保證驅(qū)動(dòng)器在可靠工作溫度范圍內(nèi)工作。

三、驅(qū)動(dòng)器接口與接線介紹

1．接口定義

功率接口端子1：

注意：電機(jī)線U,V,W不能互換，如果電機(jī)上電無法鎖定，把其中任意兩根線互換即可。一共6種接法，其中有3種是正確的。

功率接口端子2：

Encoder：編碼器信號(hào)輸入端口DB315（CN2）

Control Signal：控制信號(hào)端口DB25（CN1）

2．控制信號(hào)接口電路圖

控制信號(hào)輸入和輸出接口電路圖，如圖所示。

（1）輸入信號(hào)接法

2）差分輸入的時(shí)候請按下圖接線

3．控制信號(hào)時(shí)序圖 

為了避免一些誤動(dòng)作和偏差，PUL、DIR 和ENA 應(yīng)滿足一定要求，如下圖4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2.5μs。 

（4）t4：低電平寬度不小于2.5μs。 

4．控制信號(hào)模式設(shè)置：具體可以參考下面的表格說明，參數(shù)可以使用數(shù)碼按鍵板設(shè)置，上位機(jī)軟件可以跟代理商索取。

四、驅(qū)動(dòng)器通過數(shù)碼按鍵板進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

CL2254有四位數(shù)碼管顯示狀態(tài)，數(shù)碼管面板操作如下圖所示。通過使用其中4個(gè)按鍵來切換顯示系統(tǒng)各種狀態(tài)、以及參數(shù)設(shè)置等。

客戶使用模式：      按鍵功能說明表

代理商工程模式：

驅(qū)動(dòng)器每次上電時(shí)會(huì)默認(rèn)處于監(jiān)控頁面狀態(tài)下，該頁面下可以監(jiān)控顯示3組數(shù)據(jù)信息：1，顯示當(dāng)前驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度（0000RPM），有故障時(shí)則顯示當(dāng)前的故障代碼）；2、顯示當(dāng)前的直流母線電壓（d000），注意：如果輸入的是交流電源，顯示的是整流后的直流電壓，是輸入交流電壓的1.4倍；3、當(dāng)前散熱器溫度（t000），如果沒有安裝測溫電阻，則顯示-49°C。

通過按“”、“” 鍵翻頁來切換這3種監(jiān)控頁面。驅(qū)動(dòng)器實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)/分鐘）時(shí)，當(dāng)馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)碼管顯示值的最左邊位（****位）閃爍；驅(qū)動(dòng)器發(fā)生多個(gè)故障報(bào)警時(shí)，驅(qū)動(dòng)器閃爍顯示最近的故障代碼，Erxx具體定義參考表4.3.

4.1參數(shù)功能說明

驅(qū)動(dòng)器提供2組參數(shù)共計(jì)25個(gè)參數(shù)項(xiàng)供用戶操作，其中Pr00-Pr10組參數(shù)用于設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的幾個(gè)常規(guī)參數(shù)值（如細(xì)分、鎖機(jī)電流，電機(jī)類型等），Pr11-Pr24組參數(shù)用于設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的性能參數(shù)指標(biāo)值，詳見下表

5.1.1 參數(shù)功能表

注意：驅(qū)動(dòng)器出廠默認(rèn)的電流環(huán)參數(shù)，位置環(huán)參數(shù)等為配套電機(jī)最佳參數(shù)，客戶一般不需要修改。如客戶應(yīng)用環(huán)境特殊可以在專業(yè)人員指導(dǎo)下修改帶 * 參數(shù)，以達(dá)到****使用效果。部分參數(shù)修改說明如下表：

5.1.2驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部細(xì)分表（Pr00內(nèi)部的值)

注意：

1、 上位機(jī)在計(jì)算脈沖當(dāng)量時(shí)請用表格4.1.2里的細(xì)分?jǐn)?shù)x200，得到單位為脈沖/轉(zhuǎn)的細(xì)分值。

2、 閉環(huán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不能簡單的以更換電機(jī)相序來改變電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，如果電機(jī)運(yùn)行方向與給定方向不一致時(shí)請通過更改參數(shù)Pr06里的值來進(jìn)行換向。

3、 當(dāng)Pr00里選擇的細(xì)分值為SEt時(shí)，驅(qū)動(dòng)器細(xì)分采用電子齒輪變量來定義。通過電子齒輪可以定義輸入到驅(qū)動(dòng)器的單位脈沖命令使傳動(dòng)裝置移動(dòng)任意距離，上位控制器所產(chǎn)生的脈沖命令不需要考慮傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪比、減速比或是電機(jī)編碼器線數(shù)�？梢院芊奖愕呐c各種脈沖源相匹配，以達(dá)到用戶理想的控制分辨率（角度/脈沖）。

計(jì)算公式：

          P = G * 200

          P：期望的細(xì)分?jǐn)?shù)（等價(jià)于希望電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈所要收到的脈沖數(shù)）

  G：電子齒輪比：

                 G＝＝

例如：當(dāng)上位控制器輸出指令脈沖為1250時(shí)，也就是說希望電機(jī)收到1250個(gè)脈沖，電機(jī)旋轉(zhuǎn)1圈。

          G＝＝＝＝

則參數(shù)Pr08設(shè)為25，Pr09設(shè)為4，上面的結(jié)果通過數(shù)學(xué)約分計(jì)算得來，盡量取最小公約數(shù)。其中電子齒輪比推薦范圍為：

4.2參數(shù)設(shè)置

4.2.1基本參數(shù)值Pr00—Pr10組的設(shè)定

待機(jī)狀態(tài)下，長按“S”鍵3秒進(jìn)入?yún)��?shù)設(shè)置模式，顯示第一個(gè)參數(shù)Pr00（細(xì)分選擇），短按ENT鍵確認(rèn)進(jìn)入該參數(shù)項(xiàng)進(jìn)行修改，頁面會(huì)顯示當(dāng)前的參數(shù)值，按“”、“” 鍵翻頁選擇所需要更改的參數(shù)值。比如，如果需要更改細(xì)分?jǐn)?shù)值，在顯示Pr00狀態(tài)下，按一下ENT鍵進(jìn)入，數(shù)碼管顯示當(dāng)前所用細(xì)分值，此時(shí)當(dāng)前細(xì)分?jǐn)?shù)值閃爍，通過“”、“” 鍵翻頁選出所需要的細(xì)分值，短按“S” 鍵返回到Pr00狀態(tài)下，此時(shí)再通過“”、“” 鍵翻頁選出其他需要修改的參數(shù)項(xiàng)，

然后按一下ENT鍵進(jìn)入，數(shù)碼管顯示當(dāng)前參數(shù)值。

Pr00細(xì)分參數(shù)，Pr05脈沖方式選擇、 Pr06電機(jī)運(yùn)行方向選擇以及Pr07電機(jī)類型選擇這4類參數(shù)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部都已經(jīng)做好了相應(yīng)的數(shù)值，只需通過“”、“” 鍵翻頁來選取所需要的數(shù)值。其它參數(shù)內(nèi)容用戶可以根據(jù)設(shè)備的需要來設(shè)定任意值，在進(jìn)入到對(duì)應(yīng)的設(shè)定界面時(shí)通過按“ ”鍵選擇需要更改的數(shù)據(jù)的位數(shù)（個(gè)位、十位、百位、千位和萬位），再通過按“”調(diào)整該位的數(shù)據(jù)大�。�0到9變化）。每項(xiàng)參數(shù)系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)做了****值和最小值設(shè)定，客戶設(shè)定的數(shù)值超過這一范圍，則修改的參數(shù)無效，系統(tǒng)會(huì)設(shè)定到最小值。

注：所有的參數(shù)修改完畢后，退出到監(jiān)控頁面有兩種選擇，長按“S”鍵3秒返回監(jiān)控頁面，參數(shù)只是暫存到內(nèi)部RAM，有些參數(shù)不能起作用，掉電后修改的參數(shù)值全部丟失，并且系統(tǒng)不熱啟動(dòng)。如果客戶長按“ENT”鍵3秒返回監(jiān)控頁面，則修改的參數(shù)全部保存到掉電存儲(chǔ)空間，下次上電參數(shù)也不丟失，并且系統(tǒng)馬上重新熱啟動(dòng)，修改后的所有參數(shù)立即生效。

4.2.2系統(tǒng)參數(shù)值Pr11—Pr24組的設(shè)定

待機(jī)狀態(tài)下，長按“S”鍵2秒進(jìn)入?yún)��?shù)設(shè)置模式，通過“”、“” 鍵翻頁到Pr10參數(shù)項(xiàng)，按“ENT”鍵進(jìn)入，顯示Pr10的數(shù)值0，按“”鍵將數(shù)值改為1，按“S”鍵返回，會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)值Pr11—Pr24組已經(jīng)可以正常顯示，此時(shí)修改該組參數(shù)只需按“”、“” 鍵翻頁進(jìn)入到要修改的某個(gè)參數(shù)界面，然后進(jìn)行修改，

修改方式跟上面修改基本參數(shù)的方式相同。修改完畢后，如果希望下次進(jìn)入仍然不顯示Pr11—Pr24。則需要再把Pr10修改回?cái)?shù)值0，參數(shù)保存方式仍然跟上面一樣。

4.2.3系統(tǒng)恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)

待機(jī)狀態(tài)下，長按“S”鍵2秒進(jìn)入?yún)��?shù)設(shè)置模式，首先選擇希望恢復(fù)的電機(jī)型號(hào)Pr07參數(shù)項(xiàng)（42-86）。然后把Pr10的數(shù)值改為“2222”，然后長按“ENT”鍵3秒等待系統(tǒng)恢復(fù)出廠默認(rèn)參數(shù)，無需重新上電，系統(tǒng)已經(jīng)更新為出廠默認(rèn)參數(shù)！

4.3 驅(qū)動(dòng)器報(bào)警代碼

當(dāng)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生故障報(bào)警時(shí)，會(huì)閃爍顯示相應(yīng)的故障代碼，如果有多個(gè)報(bào)警發(fā)生，將顯示****的故障碼。故障確認(rèn)清除的情況下，可以長按“ENT”鍵3秒，則系統(tǒng)熱啟動(dòng)重新返回監(jiān)控頁面，無需重新斷電再上電。

4.3報(bào)警代碼一覽表

五、供電電源選擇

交流輸入電壓在AC50V~270V之間都可以正常工作，但是為了獲得****電機(jī)出力，CL2254驅(qū)動(dòng)器****采用隔離變壓器與市電電網(wǎng)隔離供電，對(duì)于電網(wǎng)波動(dòng)特別劇烈的應(yīng)用場合建議加裝電源濾波器。注意應(yīng)使輸入電壓紋波峰值不超過 270V，不低于50V。 

    請注意： 

1）接線時(shí)要注意電源輸入跟電機(jī)相線切勿接錯(cuò)； 

2）電機(jī)的三相繞組U、V、W不能接錯(cuò)； 

3）編碼器插頭跟脈沖輸入信號(hào)插頭切勿插錯(cuò)位置； 

4）控制信號(hào)線跟電機(jī)相線不能纏繞在一起，信號(hào)線****外加屏蔽層； 

六、產(chǎn)品保修條款

1．一年保修期

本公司對(duì)其產(chǎn)品的原材料和工藝缺陷提供從發(fā)貨日起一年的質(zhì)保。在保修期內(nèi)公司為有缺陷的產(chǎn)品提供免費(fèi)維修服務(wù)。

2．不屬保修之列 

● 不恰當(dāng)?shù)慕泳�，如電源和電機(jī)接線接錯(cuò)和帶電拔插

● 未經(jīng)許可擅自更改內(nèi)部器件

● 超出電氣和環(huán)境要求使用

● 環(huán)境散熱太差

3．維修流程

如需維修產(chǎn)品，將按下述流程處理：

（1）發(fā)貨前需致電代理商獲取返修許可號(hào)碼；

（2）隨貨附寄書面說明，說明返修驅(qū)動(dòng)器的故障現(xiàn)象；故障發(fā)生時(shí)的電壓、電流和使用環(huán)境等情況；聯(lián)系人的姓名、電話號(hào)碼及郵寄地址等信息。

（3）先付郵費(fèi)寄至公司所在地或指定維修點(diǎn)，公司拒絕接受任何運(yùn)費(fèi)到付快件。

4．保修限制

產(chǎn)品的保修范圍限于產(chǎn)品的器件和工藝（即一致性）。

公司不保證其產(chǎn)品能適合客戶的具體用途，因?yàn)槭欠襁m合還與該用途的技術(shù)指標(biāo)要求和使用條件及環(huán)境有關(guān)。本公司不建議將此產(chǎn)品用于臨床醫(yī)療用途。  5．維修要求

返修時(shí)請用戶如實(shí)填寫《維修報(bào)告》以便于維修分析。

     配套咨詢楊工:18001308796