兩相交流220V步進(jìn)驅(qū)動器
在86及110、130混合式步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用中（主要需求點(diǎn)為900RPM以內(nèi)，高轉(zhuǎn)矩、高響應(yīng)、高性價比的定位控制，或者變頻調(diào)速控制），三相混合式步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用廣泛。但在某些國家（例如印度、土耳其、阿根廷等國），以及某些行業(yè)中（例如大中型木工雕機(jī)、單頭繡花機(jī)、花樣機(jī)等），由于使用習(xí)慣及發(fā)展歷史等原因，依然采用兩相步進(jìn)電機(jī)及高壓型兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。

兩相交流220V步進(jìn)驅(qū)動器

　　在86及110、130混合式步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用中(主要需求點(diǎn)為900RPM以內(nèi)，高轉(zhuǎn)矩、高響應(yīng)、高性價比的定位控制，或者變頻調(diào)速控制)，三相混合式步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用廣泛。但在某些國家(例如印度、土耳其、阿根廷等國)，以及某些行業(yè)中(例如大中型木工雕機(jī)、單頭繡花機(jī)、花樣機(jī)等)，由于使用習(xí)慣及發(fā)展歷史等原因，依然采用兩相步進(jìn)電機(jī)及高壓型兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。傳統(tǒng)模擬式兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器由于控制算法、發(fā)熱等方面的原因普遍使用交流110V供電，交流220V供電會導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱非常厲害而無法使用；新型數(shù)字式兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器在算法方面做了較大提升，即使工作在交流220V時，依然能夠在發(fā)熱、平穩(wěn)性、穩(wěn)定性等方面做到較好的平衡。該驅(qū)動器使用典型的行業(yè)為單頭繡花機(jī)、大幅面花樣機(jī)、定長送料機(jī)、中大型木工雕刻機(jī)等。
　　AM22070以各行業(yè)客戶對高壓型2相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的需求為目標(biāo)，以行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以為客戶提供高性價比、高穩(wěn)定性的產(chǎn)品為宗旨。整套控制方案在充分吸收和掌握*的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入優(yōu)化和提煉而成。硬件設(shè)計上充分考慮強(qiáng)弱電隔離、輸入信號兼容、關(guān)鍵物料選用廠家經(jīng)典、成熟的元器件；軟件上采用自創(chuàng)的兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器矢量控制技術(shù)及其快速算法，并具備自測試運(yùn)行、單雙脈沖模式設(shè)置、多重保護(hù)等功能。

兩相交流220V步進(jìn)驅(qū)動器特點(diǎn)
♦ 單電源輸入，電壓范圍：交流AC110-240V，相比傳統(tǒng)110V供電的驅(qū)動器，可以省掉一個變壓器，相同轉(zhuǎn)速下輸出力矩更大；
♦ 驅(qū)動電流從有效值1.2A/相到7A/相分16檔可調(diào)；
♦ 16檔細(xì)分配置,分辨率40000步/轉(zhuǎn)；細(xì)分配置小于等于2000步/轉(zhuǎn)時采用微細(xì)分控制方式；
♦ 響應(yīng)頻率可達(dá)200KHz;
♦ 相位記憶功能：斷電時能自動記憶電機(jī)轉(zhuǎn)子位置；
♦ 保護(hù)功能：過熱保護(hù)/過流保護(hù)、相間短路保護(hù)、斷線保護(hù)、過壓保護(hù)；
♦ 自動半流：輸入脈沖脈沖停止超過100ms時，電流自動減半，減少電機(jī)發(fā)熱；
♦ 全隔離：信號輸入輸出隔離；強(qiáng)弱電隔離(pwm控制信號及電流采樣均隔離)；
♦ 5V/24V信號輸入兼容設(shè)計；
♦ 控制模式可選：脈沖/方向模式；或者雙脈沖輸入模式；
♦ 自測試功能：無需外界脈沖信號即可驅(qū)動電機(jī)以30轉(zhuǎn)/分鐘的速度轉(zhuǎn)動；
♦ 體積為83x202x147(mm^3)，*安裝空間至少為100x230x200(mm^3)；凈重：1.5kg(加包裝箱1.7kg)；顏色：白色；
♦ 采用工業(yè)級芯片設(shè)計，運(yùn)行環(huán)境溫度：－25゜～＋60゜(0゜以下不結(jié)冰)；
♦ 采用矢量控制及微細(xì)分控制技術(shù),在運(yùn)行平穩(wěn)性、噪音、震動、發(fā)熱等方面較傳統(tǒng)驅(qū)動器均有較大的提升；

應(yīng)用領(lǐng)域
　　灌膠機(jī) 木雕機(jī) 激光切割機(jī) 數(shù)控機(jī)床 包裝設(shè)備 單頭繡花機(jī) 花樣機(jī) 縫紉機(jī) 鉆孔機(jī)

電流設(shè)定
　　驅(qū)動器工作電流IM(以下簡稱IM)由D1-D4撥碼開關(guān)設(shè)定(注：工作電流為正常運(yùn)行時的電流有效值給定，抱軸時的電流則為對應(yīng)工作電流的50％，簡稱自動半流。當(dāng)脈沖輸入停止100ms后而MF釋放信號無效時則驅(qū)動器內(nèi)部進(jìn)行自動半流。),共16檔，詳見下表。
　　注：驅(qū)動器面殼上面的RMS/A代表電流有效值，Peak/A代表峰值電流設(shè)置。工作電流支持不斷電在線設(shè)置。

 

IM/A

1.2

1.5

2.0

2.3

2.5

3.0

3.2

3.6

4.0

4.5

5.0

5.3

5.8

6.2

6.5

7.0

D1

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

D2

OFF

OFF

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D3

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ON

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ON

D4

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

ON

ON

ON

ON

ON

ON

ON

ON

 

細(xì)分設(shè)定
驅(qū)動器細(xì)分DIV(以下簡稱DIV)由D5-D8撥碼開關(guān)設(shè)定，共16檔，詳見下表。兩相驅(qū)動細(xì)分設(shè)置通常按照步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一圈需要多少個脈沖來定義(傳統(tǒng)的細(xì)分定義為細(xì)分表中脈沖數(shù)除以200即得，例如2細(xì)分對應(yīng)為400脈沖/轉(zhuǎn)，采用脈沖/轉(zhuǎn)定義摒棄了換算關(guān)系，更加適合應(yīng)用工程師使用)，驅(qū)動器外殼上面的Pulse/rev即為脈沖/轉(zhuǎn)。使用過程中*使用4000 Pulse/rev及以上的設(shè)定。

 

DIV

200

400

800

1600

3200

6400

12800

25600

1000

2000

4000

5000

8000

10000

20000

40000

D5

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

ON

OFF

D6

ON

ON

OFF

OFF

ON

ON

OFF

OFF

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OFF

OFF

ON

ON

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OFF

D7

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ON

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OFF

OFF

OFF

OFF

D8

ON

ON

ON

ON

ON

ON

ON

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

OFF

 

注：細(xì)分設(shè)置更改需要驅(qū)動器斷電重啟后才能夠生效。

單雙脈沖工作模式選擇設(shè)定
單雙脈沖工作模式選擇由D9撥碼開關(guān)設(shè)定。
D9撥到ON時為雙脈沖工作模式(即正轉(zhuǎn)由PU+/-信號口輸入正轉(zhuǎn)脈沖，反轉(zhuǎn)由DR+/DR-口輸入反轉(zhuǎn)脈沖)；
D9撥到OFF時為脈沖+方向工作模式(即脈沖信號由PU+/PU-信號口輸入，方向信號由DR+/DR-口輸入)；
注：單雙脈沖工作模式更改需要驅(qū)動器斷電重啟后才能夠生效。

自檢測運(yùn)行模式設(shè)定
自檢測運(yùn)行模式選擇由D10撥碼開關(guān)設(shè)定。
D10撥到ON時即處于自檢測運(yùn)行模式，自檢前只需要接上電源、電機(jī)線即可，不需要外接脈沖控制信號(應(yīng)將脈沖輸入信號端子拔掉或者確保無脈沖信號輸入)，此時細(xì)分撥碼失效，電流撥碼選擇有效，電機(jī)按照0.5r/s(即30RPM)運(yùn)行。此功能用于測試驅(qū)動器內(nèi)部功能是否正常。
D10撥到OFF時即處于正常運(yùn)行模式，此時需要外接脈沖控制信號才能夠使電機(jī)運(yùn)行。
注：1.D10撥到ON時必須確保無脈沖信號輸入到驅(qū)動器；有脈沖發(fā)送到驅(qū)動器使驅(qū)動器正常工作時，不能將D10撥到ON狀態(tài)，否則容易導(dǎo)致過流報警。
2.與自檢測功能類似，可通過為客戶定制自帶加減速的程序，在運(yùn)行速度不高的使用場合(600RPM-900RPM以內(nèi))用步進(jìn)驅(qū)動及電機(jī)來替換變頻器及變頻電機(jī)；

控制信號接口及主回路接線說明
所有輸入信號均通過光電耦合器對輸入輸出信號進(jìn)行隔離。為確保內(nèi)置高速光耦可靠導(dǎo)通，要求提供輸入控制信號的電流驅(qū)動能力至少10mA。驅(qū)動器內(nèi)部已經(jīng)串入了限流電阻，當(dāng)輸入信號電壓為5V時，直接接到5PU+/PU-，5DR+/DR-，5MF+/MF-。當(dāng)輸入信號為24V時，控制信號直接接到24PU+/PU-，24DR+/DR-，24MF+/MF-。如果輸入信號電壓為12V時，可以在訂貨時提前說明以便在驅(qū)動器內(nèi)部作更改，也可以在5PU+/5DR+/5MF+端口串入510歐姆的限流電阻。
輸入信號接法通常有共陽接法、共陰接法、差分信號輸入接法。詳見附錄。下表為輸入輸出信號引腳功能說明。

 

端口	標(biāo)識符號			功能	說明
DB15 信 號 接 口 端 子	輸 入 信 號	13腳	24PU+	脈沖輸入(5V/24V可選)；雙脈沖時為正轉(zhuǎn)信號	詳見單雙脈沖工作模式選擇設(shè)定及附錄輸入信號接法說明，注意時序上必須滿足附錄上的“輸入信號時序”圖示參數(shù)
		1腳	5PU+
		2腳	PU-
		14腳	24DR+	方向輸入(5V/24V可選)，雙脈沖時為反轉(zhuǎn)信號
		3腳	5DR+
		4腳	DR-
		15腳	24MF+	電機(jī)釋放信號 (5V/24V可選)；釋放信號有效時電機(jī)處于自由狀態(tài)，無效時處于抱軸或運(yùn)行狀態(tài)	詳見附錄輸入信號時序圖圖示說明
		7腳	5MF+
		8腳	MF-
	輸出 信號	11腳	RDY+	驅(qū)動器準(zhǔn)備好信號，對應(yīng)光耦的C、E端	詳見附錄輸出信號接法，驅(qū)動器上電時，自檢程序會將光耦導(dǎo)通0.5秒左右，此時會看到ALM燈閃爍一下，說明ALM燈正常，同時給上位機(jī)一個狀態(tài)指示，表示自檢正常。
		12腳	RDY-
柵欄式接線 端子CON6	電機(jī)線	1、2、3、4	A+、A-、B+、B-	接兩相混合式步進(jìn)電機(jī)線A+、A-、B+、B-	一般86電機(jī)為4線或者8線，110及130電機(jī)會額外多一根機(jī)殼地線，此地線應(yīng)接在底殼的M4螺絲上，面殼側(cè)面PE->指示的位置即是機(jī)殼地。電機(jī)線距離驅(qū)動器距離要盡量短(一般不要超過3米)。對于8線電機(jī)，如需速度較高時應(yīng)采用并聯(lián)接法，如低速使用場合且需求力矩較大時采用串聯(lián)接法(關(guān)于4線/8線電機(jī)串并聯(lián)接法詳見附錄圖示)。
	電源輸入	5、6腳	~AC、～AC	交流電輸入，AC:110-220V	電壓不要超過250V，如果電壓過高或者供電不穩(wěn)定地區(qū)，請加裝一隔離變壓器，變比可選220:180左右，功率0.5-1.5KW左右(視電流而定)。一般數(shù)控機(jī)床上均加有隔離變壓器以提高運(yùn)行穩(wěn)定性。

 

注：1. DB15端子的N為空端子；
2.信號輸入線應(yīng)用屏蔽線并保證可靠接地，動力線(電機(jī)線與電源線)也要用屏蔽線并保證可靠接地(特別對于多臺步進(jìn)驅(qū)動、或者多臺步進(jìn)驅(qū)動與多臺變頻器、伺服驅(qū)動同時使用、以及動力線較長的系統(tǒng)，應(yīng)保證可靠接地)。一般將信號線屏蔽層、動力線屏蔽層接在驅(qū)動器的機(jī)殼地上后再接大地。
3.短路保護(hù)即正常運(yùn)行過程中有繞組短路時，驅(qū)動器馬上啟動保護(hù)功能并使光電隔離式電子開關(guān)RDY+、RDY-閉合，此功能可以采用一個船形開關(guān)來進(jìn)行模擬；斷線保護(hù)即正常運(yùn)行過程中有一相繞組斷線時馬上啟動保護(hù)功能并使光電隔離式電子開關(guān)RDY+、RDY-閉合，此功能也可采用一個船形開關(guān)來進(jìn)行模擬；通常使用時，RDY+外接一個2.7K/0.5W的上拉電阻到PLC的24V+上，RDY-接PLC的24V-，RDY+接到PLC的IO輸入端即可。

 

指示燈說明
PWR：綠燈，電源指示燈。指示驅(qū)動器工作電源正常。如果驅(qū)動器電源異常，此燈可能閃爍或者不亮。

ALM：驅(qū)動器準(zhǔn)備好指示燈(或故障指示燈)，驅(qū)動器上電時，自檢程序會將ALM燈點(diǎn)亮0.5秒左右，說明ALM燈正常。正常工作時該燈不會點(diǎn)亮。如果驅(qū)動器內(nèi)部發(fā)生異常(如發(fā)生過流/過壓保護(hù)、短路保護(hù)、斷線保護(hù)、功率模塊故障等)時會將該燈點(diǎn)亮，以示發(fā)生異常。


驅(qū)動器面殼端子布局及安裝機(jī)械尺寸圖

注：以下標(biāo)注單位：mm

 

常見問題及處理方法

 

現(xiàn)象	可能的原因	處理措施
電機(jī)不轉(zhuǎn)	電源指示燈(綠色)不亮	檢查供電是否正常，如果供電正常說明內(nèi)部電路發(fā)生異常(可能保險絲燒毀或者其他原因)
	故障指示燈亮	檢查電機(jī)接線是否發(fā)生短路(或電機(jī)故障)、電流設(shè)置是否與正確；如正確說明驅(qū)動器內(nèi)部電路異常
	驅(qū)動器內(nèi)部電路異常;DB15端子上的控制信號輸入異常	1.將自測試撥碼開關(guān)D10撥到ON狀態(tài)，電流設(shè)置為額定電流，檢查電機(jī)能否轉(zhuǎn)動，能夠轉(zhuǎn)動說明驅(qū)動器大部分正常，驅(qū)動器信號接口電路可能存在異常，或者外部輸入信號異常；不能夠轉(zhuǎn)動說明電機(jī)或者驅(qū)動異常； 2.自測試能夠轉(zhuǎn)動的情況下檢查DB15信號輸入回路接線是否正確，單雙脈沖模式設(shè)置是否正確等； 3.如果自測試正常，DB15信號回路正常的話，更換另外一臺驅(qū)動或者電機(jī)進(jìn)行交叉測試，即可找出異常原因。
電機(jī)嘯叫	驅(qū)動器運(yùn)行電流與電機(jī)額定電流不匹配	把驅(qū)動器運(yùn)行電流設(shè)置為電機(jī)額定電流(一般設(shè)置過小的電流會導(dǎo)致電機(jī)嘯叫)。
	加速時間太短	加長加速時間
	細(xì)分配置錯誤	將細(xì)分配置設(shè)置到正確值(一般設(shè)置過小導(dǎo)致電機(jī)堵轉(zhuǎn)及嘯叫)
	輸入脈沖階越太大	1.加減速曲線配置錯誤，或者加減速曲線中加速度、減速度過大，或者脈沖發(fā)送中存在較大毛刺及脈沖跌落； 2.干擾過大，多臺步進(jìn)驅(qū)動或者變頻、伺服同時使用而未進(jìn)行可靠的屏蔽接地，此情況發(fā)生時經(jīng)常可發(fā)現(xiàn)電機(jī)抱軸時電機(jī)軸有微小的蠕動；
位置不準(zhǔn)	細(xì)分?jǐn)?shù)不對	選擇正確的細(xì)分?jǐn)?shù)，注意細(xì)分更改后需要斷電重啟才生效
	電機(jī)負(fù)載過大	更換電機(jī)或者適當(dāng)增大驅(qū)動器運(yùn)行電流
	運(yùn)行速度過高	適當(dāng)降低電機(jī)運(yùn)行速度，看是否還有位置不準(zhǔn)現(xiàn)象發(fā)生。因速度高時電機(jī)帶負(fù)載能力下降而導(dǎo)致丟步。
	電流設(shè)置過大	運(yùn)行電流過大而導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱厲害，此時會導(dǎo)致丟步。應(yīng)將電流調(diào)整到額定電流或更小(待電機(jī)溫度降下來后測試)，檢查是否發(fā)生丟步
	電機(jī)故障	更換一臺電機(jī)進(jìn)行測試
	輕微的丟步(特別是數(shù)控系統(tǒng)中走圓弧插補(bǔ)等)	1.脈沖和方向的時序可能不滿足要求，詳見附錄輸入信號時序圖，注意至少應(yīng)有2.5us的時序間隔(或者更大)。 2.信號線與強(qiáng)電線(電機(jī)線及電源線)未使用屏蔽線接地而導(dǎo)致脈沖輸入受到干擾。 3.電機(jī)線過長，一般驅(qū)動器與步進(jìn)電機(jī)之間線長不要超過3米，并要使用較好的電線；
“漏電”現(xiàn)象	驅(qū)動器、電機(jī)沒有可靠接地	1.把驅(qū)動器、電機(jī)可靠接地，而不僅僅是將電機(jī)地線接到驅(qū)動器外殼上；2.對于有些沒有提供地線的場合，可以將電機(jī)、驅(qū)動及臺板等與人手觸碰的地方采用絕緣橡膠墊或者其他措施進(jìn)行隔離，并置警示牌；3.對于有多臺驅(qū)動使用的場合，可與供電部門協(xié)商解決地線問題，或找專業(yè)公司定制地樁。
驅(qū)動器、電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重	驅(qū)動器運(yùn)行電流過大、電機(jī)異常或外界散熱條件差	1.適當(dāng)?shù)臏p小驅(qū)動器運(yùn)行電流；2.更換電機(jī)；3.增加驅(qū)動器與電機(jī)的通風(fēng)散熱；

 

附錄:輸入輸出信號接法及控制時序說明

? 輸入信號共陽接法

 

? 輸入信號共陰接法

 

? 輸入信號差分接法

注意：差分接法必須接到控制器或者運(yùn)動控制卡的差分輸出口上，而不能把差分信號的正端或者負(fù)端當(dāng)作共陽接法的控制信號來接(此種接法容易導(dǎo)致控制位置不準(zhǔn)或者丟步)。

 

? 輸入信號時序圖

以下為共陽接法時MF-、PU-、DR-的時序圖(低有效)。

 

? 輸出信號接法

輸出信號通過光耦隔離輸出，一般作為驅(qū)動器工作狀態(tài)指示(驅(qū)動器是否發(fā)生故障指示)接口信號提供給控制器或者上位機(jī)。其接法類似上述輸入信號的共陽或者共陰接法。以下示例為其中的一種接法。對于PLC等24V信號輸入的設(shè)備，上拉電阻通常選擇2.7K左右。對于控制板卡等5V信號輸入的設(shè)備，上拉電阻通常選擇為270歐姆左右。

 

? 兩相電機(jī)8線串并聯(lián)接法

86基座的電機(jī)通常有一些電機(jī)線為8線，通常有串聯(lián)接法和并聯(lián)接法兩種，如需電機(jī)運(yùn)行速度較高時應(yīng)采用并聯(lián)接法，如低速使用場合且需求力矩較大時采用串聯(lián)接法。以下為接線示意圖：