數字式兩相步進電機驅動器 驅動卡

DM542S數字式兩相步進驅動器

一、產品簡介

1. 概述

DM542S 是公司新推出的高性能數字式兩相步進驅動器，采用32 位DSP技術，用戶可以設置常用的 8 檔電流以及 16 檔細分，能夠滿足大多數場合的應用需要。低中高速運行都很平穩，噪音小。多種功能可通過外部撥碼選擇，極大地方便了客戶的應用。

2.特點

3.應用領域

適合各種中小型自動化設備和儀器，例如：雕刻機、打標機、切割機、激光照排、繪圖儀、數控機床、自動裝配設備等。

二、電氣、機械和環境指標

1. 電氣指標

2. 使用環境及參數

3. 機械安裝圖

※推薦采用側面安裝，散熱效果更佳，安裝設計時，需要考慮接線端子大小和散熱所需空間！

4. 散熱方式

1）驅動器的可靠工作溫度通常在 60℃以內，電機工作溫度為 80℃以內；

2）建議使用時選擇自動半流方式，馬達停止時電流自動減一半，以減少電機和驅動器的發熱；

3）安裝驅動器時請采用豎著側面安裝，使散熱齒形成較強的空氣對流；必要時機內靠近驅動器處安裝風扇，強制散熱，保證驅動器在可靠工作溫度范圍內工作。

三、驅動器接口和接線介紹

1. 接口描述

1）控制信號接口

2）強電接口

4） 狀態指示

綠色 LED 為電源指示燈，當驅動器接通電源時，該 LED 常亮；當驅動器切斷電源時，該 LED 熄滅。紅色 LED 為故障指示燈，當出現故障時，該指示燈以3 秒鐘為周期循環閃爍；當故障被用戶清除時，紅色 LED 常滅。紅色 LED 在 3 秒鐘內閃爍次數代表不同的故障信息，具體關系如下表所示：

2. 控制信號接口電路

DM542S 驅動器采用差分式接口電路可適用差分信號，單端共陰及共陽等接口，內置高速光電耦合器，允許接收長線驅動器，集電極開路和 PNP 輸出電路的信號。在環境惡劣的場合，我們推薦用長線驅動器電路，抗干擾能力強?，F在以集電極開路和 PNP 輸出為例，接口電路示意圖如下：

注意：此驅動器信號支持 5~24Vdc，無需串接電阻 。

3. 控制信號時序圖

為了避免一些誤動作和偏差，PUL、DIR 和 ENA 應滿足一定要求，如下圖所示：

注釋：1）t1：ENA（使能信號）應提前 DIR 至少 5ms，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. 接線要求

1）為了防止驅動器受干擾，建議控制信號采用屏蔽電纜線，并且屏蔽層與地線短接，除特殊要求外，控制信號電纜的屏蔽線單端接地：屏蔽線的上位機一端接地，屏蔽線的驅動器一端懸空。同一機器內只允許在同一點接地，如果不是真實接地線，可能干擾嚴重，此時屏蔽層不接。

2）脈沖和方向信號線與電機線不允許并排包扎在一起，最好分開至少10cm以上，否則電機噪聲容易干擾脈沖方向信號引起電機定位不準，系統不穩定等故障。

3）如果一個電源供多臺驅動器，應在電源處采取并聯連接，不允許先到一臺再到另一臺鏈狀式連接。

4）嚴禁帶電拔插驅動器電機和電源端子，帶電的電機停止時仍有大電流流過線圈，拔插電機和電源端子將導致巨大的瞬間感生電動勢將燒壞驅動器。

5）嚴禁將導線頭加錫后接入接線端子，否則可能因接觸電阻變大而過熱損壞端子。

6）接線線頭不能裸露在端子外，以防意外短路而損壞驅動器。

四、電流、細分撥碼開關等參數設置

DM542S 驅動器采用八位撥碼開關設定細分精度、動態電流、靜止半流以及實現電機參數和內部調節參數的自整定。詳細描述如下：

1．電流設定

1）工作（動態）電流設定

2） 靜止（靜態）電流設定

SW4 設置靜止電流：

SW4=off：（出廠默認）驅動器停止接收脈沖約 0.4 秒后，輸出電流為峰值的 50%（設置半流，在某些應用場合可以降低驅動器和電機的發熱）；

SW4=on：驅動器輸出電流在電機靜止時為峰值的 90%

2.細分設定(全 on 為 200)

3. 3.指令濾波、微細分設置

4. 自測設置

SW11 設置自整定：

SW11=off：電機上電自整定（出廠默認）；

SW11=on：電機上電不自整定，采用默認參數。

5. 報警輸出阻態設置

SW12 設置報警輸出阻態：

SW12=off：正常工作情況下，報警輸出為低阻態（導通狀態）（出廠默認），當驅動器發生報警時，報警輸出為高阻（非導通狀態）；

SW12=on：正常工作情況下，報警輸出為高阻態（非導通狀態），當驅動器發生報警時，報警輸出為低阻（導通狀態）。

注意：報警輸出阻態設置根據客戶實際要求設置。

6.脈沖有效沿設置

SW13 設置脈沖有效沿：

SW13=off：脈沖上升沿有效（出廠默認）；

SW13=on：脈沖下降沿有效。

7.脈沖模式設置

SW14 設置脈沖模式：

SW14=off：設置為單脈沖模式（出廠默認）；

SW14=on：設置為雙脈沖模式。

8.使能鎖軸設置

SW15 設置非使能時電機狀態：

SW15=off：當驅動器非使能時，不響應脈沖，無電流輸出，電機不鎖（出廠默認）；

SW15=on：當驅動器非使能時，不響應脈沖，有電流輸出，電機鎖定。

9.自運行設置

SW16 設置自檢測：

SW16=off：關閉自檢測（出廠默認）；

SW16=on：電機以 0.2R/S 的速度，正轉一圈，反轉一圈，一直循環。

五、供電電源選擇

電源電壓在 DC20V-50V 之間都可以正常工作，DM542S 驅動器最好采用非穩壓型直流電源供電，也可以采用變壓器降壓＋橋式整流＋電容濾波。建議用戶使用 24V-48V 直流供電，避免電網波動超過驅動器電壓工作范圍。

如果使用穩壓型開關電源供電，應注意開關電源的輸出電流范圍需設成最大。

請注意：

1）接線時要注意電源正負極切勿反接；

2）最好用非穩壓型電源；

3）采用非穩壓電源時，電源電流輸出能力應大于驅動器設定電流的 60%即可；

4）采用穩壓開關電源時，電源的輸出電流應大于或等于驅動器的工作電流；

5）為降低成本， 兩三個驅動器可共用一個電源，但應保證電源功率足夠大。

六、電機選配

DM542S 可以用來驅動 4、6、8 線的兩相、四相混合式步進電機，步距角為 1.8 度和 0.9度。選擇電機時主要由電機的扭矩和額定電流決定。扭矩大小主要由電機尺寸決定。尺寸大的電機扭矩較大；而電流大小主要與電感有關，小電感電機高速性能好，但電流較大。

1.電機選配

1）確定負載轉矩，傳動比工作轉速范圍

2）電機輸出轉矩由哪些因素決定

對于給定的步進電機和線圈接法，輸出扭矩有以下特點：

●電機實際電流越大，輸出轉矩越大，但電機銅損（P=I2R）越多，電機發熱偏多；

●驅動器供電電壓越高，電機高速扭矩越大；

●由步進電機的矩頻特性圖可知，高速比中低速扭矩小。

2.電機接線

對于 6、8 線步進電機，不同線圈的接法電機性能有相當大的差別，如下圖所述：

3.輸入電壓和輸出電流的選用

1）供電電壓的設定

一般來說，供電電壓越高，電機高速時力矩越大。越能避免高速時掉步。但另一方面，電壓太高會導致過壓保護，電機發熱較多，甚至可能損壞驅動器。在高電壓下工作時，電機低速運動的振動會大一些。

2）輸出電流的設定值

對于同一電機，電流設定值越大時，電機輸出力矩越大，但電流大時電機和驅動器的發熱也比較嚴重。具體發熱量的大小不僅與電流設定值有關，也與運動類型及停留時間有關。以下的設定方式采用步進電機額定電流值作為參考，但實際應用中的最佳值應在此基礎上調整。原則上如溫度很低（<40℃）則可視需要適當加大電流設定值以增加電機輸出功率（力矩和高速響應）。

●四線電機：輸出電流設成等于或略小于電機額定電流值；

●六線電機高力矩模式：輸出電流設成電機單極性接法額定電流的 50%；

●六線電機高速模式：輸出電流設成電機單極性接法額定電流的 100%；

●八線電機串聯接法：輸出電流可設成電機單極性接法額定電流的 70%；

●八線電機并聯接法：輸出電流可設成電機單極性接法額定電流的 140%。

△注意：電流設定后請運轉電機 15-30 分鐘，如電機溫升太高（>70℃），則應降低電流設定值。所以，一般情況是把電流設成電機長期工作時出現溫熱但不過熱時的數值。

七、典型接線案例

DM542S 配 57 系列電機串聯，并聯接法（若電機轉向與期望轉向不同時，僅交換 A+、A－的位置即可），DM542S 驅動器能驅動四線、六線或八線的兩相/四相電機。下圖是 DM542S 配 57HS13步進電機的典型接法：

注意：1）不同的電機對應的顏色不一樣，使用時以電機資料說明為準，如 57 與 86 型電機線顏色是有差別的。

2）相是相對的，但不同相的繞組不能接在驅動器同一相的端子上（A+、A-為一相，B+、B- 為另一相），雷賽 57HS13 電機引線定義、串、并聯接法如圖 7 所示。

3）DM542S 驅動器只能驅動兩相混合式步進電機，不能驅動三相和五相步進電機。

4）判斷步進電機串聯或并聯接法正確與否的方法：在不接入驅動器的條件下用手直接轉動電機的軸，如果能輕松均勻地轉動則說明接線正確，如果遇到阻力較大和不均勻并伴有一定的聲音說明接線錯誤。

八、保護功能

1） 短路保護當發生相間短路或驅動器內部過流時，驅動器紅燈閃亮1 次，且在3 秒內反復閃亮。此時必須重新上電復位，才能排出故障。

2） 過壓保護DM542S 當輸入電壓高于 60V 時驅動器驅動器紅燈閃亮2 次，且在3 秒內反復閃亮。此時必須重新上電復位，才能排出故障。

注意：由于驅動器不具備電源正負極反接保護功能，因此，上電前請再次確認電源正負極接線正確。正負極接反將導致燒壞驅動器中的保險管！

九、常見問題

1.應用中常見問題和處理方法

2.用戶常見問題解答

1）何為步進電機和步進驅動器？

步進電機是一種專門用于速度和位置精確控制的特種電機，它旋轉是以固定的角度（稱為“步距角"）一步一步運行的，故稱步進電機。其特點是沒有累積誤差，接收到控制器發來的每一個脈沖信號，在驅動器的推動下電機運轉一個固定的角度，所以廣泛應用于各種開環控制。步進驅動器是一種能使步進電機運行的功率放大器，能把控制器發來的脈沖信號轉化為步進電機的功率信號，電機的轉速與脈沖頻率成正比，所以控制脈沖頻率可以精確調速，控制脈沖數就可以精確定位。

2）何為驅動器的細分？

步進電機的轉速與脈沖頻率的關系是什么？步進電機由于自身*結構決定，出廠時都注明“電機固有步距角"（如0.9°/1.8°，表示半步工作每走一步轉過的角度為 0.9°，整步時為 1.8°）。但在很多精密控制和場合，整步的角度太大，影響控制精度，同時振動太大，所以要求分很多步走完一個電機固有步距角，這就是所謂的細分驅動，能夠實現此功能的電子裝置稱為細分驅動器。

3）細分驅動器有何優點？

●因減少每一步所走過的步距角，提高了步距均勻度，因此可以提高控制精度。

●可以大大地減少電機振動，低頻振蕩是步進電機的固有特性，用細分是消除它的最好方法。

●可以有效地減少轉矩脈動，提高輸出轉矩。以上這些優點普遍被用戶認可，并給他們帶來實惠，所以建議您最好選用細分驅動器。

4）為什么我的電機只朝一個方向運轉？

●可能方向信號太弱，或接線極性錯，或信號電壓太高燒壞方向限流電阻。

●脈沖模式不匹配，信號是脈沖/方向，驅動器必須設置為此模式；若信號是CW/CCW（雙脈沖模式），驅動器則必須也是此模式，否則電機只朝一個方向運轉。

DM542S數字式兩相步進電機驅動器 驅動卡

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