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供应两相混合式电机驱动器SH-2H090M(H)

供应两相混合式电机驱动器SH-2H090M(H)
品牌斯达微步型号SH-2H090M(H)用途电机驱动器产品认证SH-2H090M(H) 产品说明:  SH全系列步进电机驱动器是由美国SHAPHON公司与北京斯达特机电科技发展有限公司联合推出的高科技产品。几年来,随着电子技术的高速发展,其产品工艺和性能也随着不断更新和升级,由于采用超大规模的硬件集成电路,具有高度的抗干扰性及快速的响应性,不会像单片机控制那样易产生死机及丢步现象。高细分数基本上满足了目前中国市场的实际需要。型号:SH-2H090M(H)技术指标: 型号列表
驱动器型号相数类别尺寸结构细分数由拨位开关设定最大相电流供电电压配套电机SH-2H090M2/4混合式中型2,5,10,20,405.0A二组 AC17VAC40V86BYG250A、86BYG250B、86BYG250C、34HS300B、34HS300C、34HS300DSH-2H090MH二组 AC17VAC60V
驱动器接线示意图
SH系列驱动器的使用,请按以下几步做:
1.参考面板提示,通过拨位开关设定您所需要的细分数,在CP脉冲能允许的情况下,尽量选用较大的细分数;
2.参考面板提示,通过拨位开关设定电机的相电流,一般设定为和电机额定相电流相等,如果能够拖动负载,可以设定为小于电机额定相电流,但不能设定为大于电机额定相电流;(微型结构的驱动器,用户无法调节相电流,所以要求用户在订货时说明自己希望的相电流,否则将按默认电流提供。)
3.参考面板提示,连接输入信号线;
4.参考面板提示,连接电机线;
5.参考面板提示,连接电源线;
6.加电后,观察指示灯及电机运行情况。
输入信号接口
  驱动器是把计算机控制系统提供的弱电信号放大为步进电机能够接受的强电流信号,控制系统提供给驱动器的信号主要有以下三路:
1.步进脉冲信号CP:这是最重要的一路信号,因为步进电机驱动器的原理就是要把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移,或者说:驱动器每接受一个脉冲信号CP,就驱动步进电机旋转一步距角, CP的频率和步进电机的转速成正比, CP的脉冲个数决定了步进电机旋转的角度。这样,控制系统通过脉冲信号CP就可以达到电机调速和定位的目的。
2.方向电平信号DIR:此信号决定电机的旋转方向。比如说,此信号为高电平时电机为顺时针旋转,此信号为低电平时电机则为反方向逆时针旋转。此种换向方式,我们称之为单脉冲方式。另外,还有一种双脉冲换向方式:驱动器接受两路脉冲信号(一般标注为CW和CCW),当其中一路(如CW)有脉冲信号时,电机正向运行,当另一路(如CCW)有脉冲信号时,电机反向运行,本公司产品都可以定做成这种方式,订货前需说明。但我们以单脉冲方式作为默认方式。
3.脱机信号FREE:此信号为选用信号,并不是必须要用的,只在一些特殊情况下使用,此端为低电平有效, 这时电机处于无力矩状态; 此端为高电平或悬空不接时, 此功能无效, 电机可正常运行,此功能若用户不采用,只需将此端悬空即可。微型结构的驱动器没有设置此信号。
【输入信号内部接口电路】
  为了使控制系统和驱动器能够正常的通信,避免相互干扰,我们在驱动器内部采用光耦器件对输入信号进行隔离,三路信号的内部接口电路相同,但根据引出线方式不同而分成两种:
1. 把三路信号的正输入端在驱动器内部接在一起做成一个公共端,称之为共阳端,标称为OPTO参见图。本公司驱动器(微型结构除外)采用此接口电路,OPTO端通常接外部系统的VCC。此种电路连接方法,我们称之为‘共阳接法’。
【非5V输入信号的限流方法】本公司驱动器输入信号的幅值为TTL电平,最大为5V,如果是则可直接接入;否则须在外部另加限流电阻R,保证给驱动器内部光耦提供8-15mA的驱动电流,参见下图和下表。
【CP信号的脉冲宽度】
  CP脉冲的宽度一般要求不小于2μS(见下图)。
【CP信号的电平方式】
  脉冲信号的电平方式是一个很重要的概念,也是设计控制系统时必须要考虑的,具体要求是:对于共阳接法的驱动器要求为负脉冲方式:脉冲状态为低电平、无脉冲时为高电平(见下图);对于共阴接法的驱动器要求为正脉冲方式:脉冲状态为高电平、无脉冲时为低电平(见下图)。
【DIR信号起作用时刻】
  电机换向时,一定要在电机降速停止后再换向。换向信号一定要在前一个方向的最后一个CP脉冲结束后以及下一个方向的第一个CP脉冲前发出(以共阳接法为例,见下图)。
【电机升降速设计简介】
  步进电机的控制非常简单,从理论上说,只需给驱动器脉冲信号即可,每给驱动器一个CP脉冲,步进电机就旋转一个步距角(细分时为一个细分步距角),也就是说步进电机时时跟随CP脉冲的变化。但是实际上,如果CP信号变化太快,步进电机由于惯性将跟随不上电信号的变化,这时就会产生堵转和丢步现象。所以步进电机在启动时,必须有升速过程;在停止时必须有降速过程,一般来说升速和降速过程规律相同,以下以升速为例介绍。
  升速过程由突跳频率加升速曲线组成(降速过程反之)。突跳频率是指步进电机在静止状态时突然施加的脉冲启动频率,此频率不可太大,否则也会产生堵转和丢步。升降速曲线一般为指数曲线(见下图)或经过修调的指数曲线,当然也可采用直线或正弦曲线等。用户需根据自己的负载选择合适的突跳频率和升降速曲线,找到一条理想的曲线并不容易,一般需要多次‘试机’才行。指数曲线在实际软件编程中比较麻烦,一般事先算好时间常数存贮在计算机存贮器内,工作过程中直接选取。
  步进电机的升降速设计为控制软件的主要工作量,其设计水平将直接影响电机运行的平稳性、升降速快慢、电机运行声音、最高速度、定位精度(本公司产品在正确使用条件下,将保证其精度为100%)。一种特例是:步进电机的运行速度不超过突跳频率,这时将不存在升降速问题。
信号源与驱动器接法示意图
【问题1】在使用中,步进电机定位不准,为什么?(步进电机丢步、多步或不转原因分析)
  本公司承诺:在使用条件正常的情况下,本公司产品不会产生任何丢步或多步现象,保证100%的定位精度。如果出现这种现象,主要是使用不当,请从以下方面检查:CP脉冲的电平方式、CP脉冲的宽度、信号连接线上是否有干扰(否则应采用屏蔽线)、突跳频率、升降速曲线、DIR信号的换向时刻、驱动器的拨位开关是否正确、采用非细分驱动器时是否工作在共振区、电机接线、机械连接是否有间隙(如果有,应在控制软件上做间隙补偿)、电机选型是否偏小等。
【问题2】我的电机只有一个方向转,为什么?(电机不换向原因分析)
  请检查:驱动器上拨位开关的第四位是否位置正确、驱动器上拨位开关的细分选择是否拨反(注意开关的定义是ON=0/OFF=1)、换向信号的幅值是否太大而烧坏内部限流电阻。
【问题3】‘自动半电流功能’是怎么回事?
  驱动器在步进脉冲信号停止施加2秒左右,会自动进入半电流状态,这时电机相电流为运行时的一半,以减小功耗和保护电机。本公司所有型号的驱动器都有这种功能。
【问题4】细分步距角能否定位,我能否单步测量这种步距角?
  本公司驱动器的细分是由精密电路精确控制电机相电流所产生,是真正的细分,所以可以定位。如果要单步测量步距角的精度,注意一定要把驱动器的‘自动半电流功能’暂时取消,否则将会产生步距角不匀的假象。
电机接口
  一般来说,驱动器可以和电机直接相连,但有些电机的出线方式不同其连接方式也不同,详述如下:
二相和四相电机:对于二相四根线电机,可以直接和驱动器相连(见下图第一部分);
对于四相六根线电机,中间抽头的二根线悬空不接,其它四根线和驱动器相连(见下图第二部分);
对于四相五根线电机,由于绕组不独立,此电机不能使用(见下图第三部分);
对于四相八根线电机,通常把绕组两两并联后和驱动器相连(见下图第四部分)。
电源接口
  对于SH系列驱动器,不同的型号对电源有不同的要求,总的说来有二种类型:
  1.对于微型和小型结构的驱动器(SH-2H042Ma/b、SH-2H057Ma/b、SH-2H057、SH-2H057M、SH-3F055a、SH-3F075、 SH-3F075M),采用一组直流供电DC(24-40V)或DC24V,注意正负极不要接错,此电源可以由一变压器变压后加整流滤波(无须稳压)组成;或者由一开关电源提供(参考下图)。
  2.对于90型、110型、130型驱动器,由二组交流供电,其中一组交流AC1(17V/1A)为驱动器提供控制电源;另一组交流AC2为驱动器提供驱动电源,不同型号的驱动器AC2的值也不同,使用时请参考驱动器标牌上的说明。这两组交流通常由一变压器的两个独立绕组提供,且勿使用中心抽头方式。需要特别注意的是:如果使用两台(或两台以上)驱动器, 变压器绕组不能共用, 即每一个绕组只能提供给一台驱动器(参考下图)。
  SH系列驱动器是靠驱动器上的拨位开关来设定细分数的,您只需根据面板上的提示设定即可。请您在系统频率允许的情况下,尽量选用高细分数。细分后电机的步距角应如何计算呢?很简单:对于两相和四相电机,细分后的步距角等于电机的整步步距角除以细分数,例如细分数设定为40、驱动0.9°/1.8°电机,其细分步距角为1.8°÷40=0.045°;对于三相反应式电机,细分后的步距角等于电机的半步步距角除以细分数,例如细分数设定为40、驱动0.75°/1.5°电机,其细分步距角为0.75°÷40=0.01875° 。每台驱动器的面板上都列出了本台驱动器通常驱动电机的细分步距角,但这仅作为参考,如果您使用的电机不是面板上所说的电机,请您按上面所说的方法计算。
电机相电流设定
  SH系列驱动器是靠驱动器上的拨位开关来设定电机的相电流,您只需根据面板上的电流设定表格进行设定。对于微型结构的驱动器,用户不能调节相电流,出产前调节为每一种型号的默认值,如果您需要的值不同,一定要在订货前以文字方式说明。
指示灯说明
   驱动器的指示灯共有两种:电源指示灯(绿色)和保护指示灯(红色)。当任一保护发生时,保护指示灯变亮。
驱动器的外形尺寸及安装尺寸
关于驱动器常见问题答读者问
1.何为步进电机,何为步进电机驱动器?
  步进电机是一种作为控制用的特种电机, 它的旋转是以固定的角度(称为“步距角”)一步一步运行的, 其特点是没有积累误差(精度为100%), 所以广泛应用于各种开环控制。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动, 这种装置就是步进电机驱动器, 它是把控制系统发出的脉冲信号转化为步进电机的角位移, 或者说: 控制系统每发一个脉冲信号, 通过驱动器就使步进电机旋转一步距角。所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比。所以,控制步进脉冲信号的频率,可以对电机精确调速;控制步进脉冲的个数,可以对电机精确定位目的;
2.何为驱动器的细分?
  要了解“细分”,先要弄清“步距角”这个概念:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关,参见下表(以二相电机为例):电机固有步距角所用驱动器类型及工作状态电机运行时的真正步距角0.9°/1.8°驱动器工作在半步状态0.9°0.9°/1.8°细分驱动器工作在5细分状态0.36°0.9°/1.8°细分驱动器工作在10细分状态0.18°0.9°/1.8°细分驱动器工作在20细分状态0.09°0.9°/1.8°细分驱动器工作在40细分状态0.045°
  从上表可以看出:步进电机通过细分驱动器的驱动,其步距角变小了,如驱动器工作在10细分状态时,其步距角只为‘电机固有步距角’的十分之一,也就是说:‘当驱动器工作在不细分的整步状态时,控制系统每发一个步进脉冲,电机转动1.8°;而用细分驱动器工作在10细分状态时,电机只转动了0.18° ’,这就是细分的基本概念。 细分功能完全是由驱动器靠精确控制电机的相电流所产生,与电机无关。
3.驱动器细分有什么优点,为什么一定建议我使用细分功能?
  驱动器细分后的主要优点为:?完全消除了电机的低频振荡。低频振荡是步进电机(尤其是反应式电机)的固有特性,而细分是消除它的唯一途径,如果您的步进电机有时要在共振区工作(如走圆弧),选择细分驱动器是唯一的选择。?提高了电机的输出转矩。尤其是对三相反应式电机,其力矩比不细分时提高约30-40% 。?提高了电机的分辨率。由于减小了步距角、提高了步距的均匀度,‘提高电机的分辨率’是不言而喻的。
  以上这些优点,尤其是在性能上的优点,并不是一个量的变化,而是质的飞跃。根据我们的记录,原来使用不细分驱动器的用户通过比较后,大都改选为细分驱动器。所以我们建议您最好选用细分驱动器。
4.何为步进电机的相数,我应该选择几相的步进电机?
  步进电机的相数是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°等、五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。
6.使用细分驱动器对控制系统有什么特殊要求?
  驱动器细分后将对电机的运行性能产生质的飞跃,但是这一切都是由驱动器本身产生的,和电机及控制系统无关。在使用时, 用户唯一需要注意的一点是步进电机步距角的改变,这一点将对控制系统所发的步进信号的频率有影响:因为细分后步进电机的步距角将变小,要求步进信号的频率要相应提高。如驱动器在不细分的半步状态时步距角为0.9°;而在5细分时为0.36°;在10细分时为0.18°,这样在要求电机转速相同的情况下,控制系统所发的步进信号的频率在5细分时为不细分时的2.5倍;在10细分时为不细分时的5倍。只有这一点需要大家特别注意。
7.我所用的三相反应式电机是四根线的,而驱动器要求六根线,请问此电机能否使用?
  本公司的三相反应式驱动器要求所驱动的电机必须是六根线的(三个绕组独立引出),四根线电机不能使用。
8.我所用的二相或四相混合式电机是六根线和八根线的,而驱动器要求四根线,请问此电机能否使用?如何接线?
四相混合式电机亦称二相混合式电机,它们的相绕组可能有多种连接方法,但归根到底,它们的性质都是二相的,所以大部分都可以由本公司的二相驱动器驱动,详情参阅上面说明上面说明。
9. 步进电机的转向和我要求的相反,怎样调整?
  可以改变控制系统的方向电平信号,也可以通过调整电机的接线来改变方向,具体做法如下:
对于二相电机,只需将其中一相的电机线交换接入驱动器即可,如把A+和A-交换。
对于三相电机,不能将其中一相的电机线交换,而应顺序交换其中的二相,如把A+和B+交换;把A-和B-交换。
10.我所用的铸铝结构的超小型驱动器温度较高,为什么?
  铸铝结构的驱动器本身不带风机,其外壳即为散热体,所以使用时要将其固定在较厚、较大的金属板上或较厚的机柜内,接触面之间应涂上导热硅脂,在其旁边加一风机也是一种较好的散热办法。您还可以选择90
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