雷賽M系列步進驅動器

雷賽新一代M系列低成本高性能步進驅動器產品介紹

產品特性

◆低成本高性能第三代步進驅動產品；
◆精密電流控制，電機發(fā)熱少；
◆七款型號，產品涵蓋24~120VDC或18~80VAC工作電壓范圍；
◆高速性能特佳，比一般驅動器高20％；
◆自動適配各種電感電機，具最優(yōu)性能；
◆低速運行平穩(wěn)，無大小步現(xiàn)象；
◆16種微步細分，包含2~256和5~200細分系列；
◆可替代和升級多款老M系列產品。

新一代M系列概述

新M系列是雷賽十年開發(fā)成功的第三代步進驅動產品。本系列比原有的M系列產品（M860/MA860/M542/ ME752等）具有更好的性能和更低的成本，是國內市場上最具性價比的步進驅動產品。傳統(tǒng)的M系列產品（第一代）將逐步退出市場。

新M系列步進驅動器采用了雷賽公司自主研發(fā)的多項專利控制技術。新M系列采用高速力矩提升技術，使得相同的電機在相同電壓、電流下，速度與加速性能比其他驅動器明顯提升，約提高20％，如圖1所示。

　　該系列驅動器在本公司首創(chuàng)的“純正弦電流控制技術”基礎上，又進一步開發(fā)和采用了最新的“純正弦精密電流控制技術” 。圖2顯示采用純正弦精密電流控制技術，可有效減少電流紋波，使得電機發(fā)熱下降10～20℃。

　　新M系列電機控制參數(shù)自適用技術，使得各種大小電感的電機在各種電壓下都能發(fā)揮出最優(yōu)性能和最低發(fā)熱。 從而避免許多驅動器難以適應各種電機、對小電感電機溫升極高、對大電感電機高速力矩太低、低壓下性能差但高壓下電機發(fā)燙等現(xiàn)象，如圖3所示。

　　新M系列步進驅動器采用了三級數(shù)字濾波技術，大大提高了驅動器的抗干擾性能，抑制雜波對驅動器的影響，有效防止驅動器誤動作，提高加工的精度和設備的穩(wěn)定性。

各型號特點與定位

　　新M系列共有七款型號，四款為直流輸入（M542/M752/M860 V5.0/M880A），三款為交直流輸入皆可（MA550/MA860/MA860H），可以匹配42/57/86/110等機座的各種兩相混合式步進電機，適用于各種工業(yè)自動化和辦公自動化用途。其中MA550/MA860/MA860H三款型號的工作電源可以直接從電源變壓器接入，不需要額外增加電源整流板，可以簡化用戶的接線和節(jié)省部分成本。

　　M542 V2.0主要是替代M542 V1.X和ME542 V1.X兩型號，克服其電機運行噪音大、發(fā)熱大、平穩(wěn)度不夠高等特點。

　　M752是一款體積小巧、高速性能優(yōu)異的中壓驅動器，可升級取代M742、M840、M839等型號。

　　M860 V5.0是一款高速性能優(yōu)異的直流中壓驅動器，可直接取代M860。

　　MA860是一款交直流都可以輸入的中壓驅動器，主要針對雕刻等要求高低速性能好、成本低的用途。

　　MA860H是一款MA860的升壓版本，工作電壓范圍為40~80VAC，帶風扇強制散熱，適用于86和110機座的步進電機(6~15NM)執(zhí)行中高速運動。

產品命名規(guī)則

新M系列驅動器型號預覽表

工作環(huán)境

使用注意事項

A、工作電源的選擇：當輸入電源是直流電源時，其輸入電壓不可以超過驅動器的最高工作電壓，輸入電源電壓的紋波應小于5％，當紋波電壓大于5％時需外接電解電容。外接電解電容時需注意電容的極性和耐壓，電解電容的耐壓應為輸入電源電壓的1.3倍以上。當輸入電源為交流電源時，其輸入電壓不可以超過驅動器的最高工作電壓和低于最低工作電壓，頻率為50/60Hz。

B、安裝時，要注意電柜內部的空氣流通，確保驅動器有良好的散熱。對于有散熱風機的驅動器，安裝時確保其風道暢通。對于靠自然冷卻的驅動器，應將其安裝在較大和較厚的金屬件上。對于同一機柜內部安裝有多臺驅動器時，最好機柜上安裝散熱風扇，保持機柜內部空氣流通。

C、接線時，要確保驅動器的外殼與設備和電柜的保護地接線良好。控制線最好采用屏蔽線，在布線時注意與電機線或電源線等強電分開。接線時，禁止在和接線端子相連的線頭上鍍錫，否則可能因接觸電阻變大，過熱而損壞端子，一般直接接入。

D、嚴禁帶電拔插驅動器的強電端子，帶電拔插強電端子將會導致巨大的瞬時感生電動勢將燒壞驅動器。

接線示意圖

為了使控制系統(tǒng)和驅動器能夠正常的通信，避免相互干擾，在驅動器內置高速光藕器件對輸入信號進行隔離，PUL、DIR、ENA三路信號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。

常用的連接方式有：

1、共陽方式，將PUL＋、DIR＋和EN＋接在一起作為共陽端接外部系統(tǒng)的＋5V，脈沖信號接入PUL端，方向信號接入DIR－-端，使能信號接入ENA－端；

2、共陰方式，將PUL－、DIR－和ENA－接在一起作為共陰端接在系統(tǒng)的GND，脈沖信號接入PUL＋端，方向信號接入DIR＋端，使能信號接入ENA＋端；

3、差分方式，將控制器的脈沖信號、方向信號和使能信號的正負端分別直接接入到驅動器的PUL＋、PUL－、DIR＋、DIR－、ENA＋和ENA－端。接口示意圖如下圖所示：

當采用共陽和共陰方式時，當控制器提供的控制信號電壓大于5V時，信號線上需串接限流電阻。其中當控制信號電壓為12V時，需串接1K 1/4W的電阻；當控制信號電壓為24V時，需串接2K 1/4W的電阻。
為了避免誤動作和偏差，PUL、DIR和ENA應滿足一定控制時序要求，如下圖所示：

注釋：
（1）t1：ENA（使能信號）應提前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1.5μs。
（4）t4：低電平寬度不小于1.5μs。

電機的選配

　　用戶在選擇步進電機時主要考慮電機的轉矩和額定電流的大小。電機輸出轉矩大小由電機尺寸決定。尺寸大的電機輸出轉矩較大；電機的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。用戶需考慮系統(tǒng)的負載轉矩、傳動比、運行速度、加減速度等因素估算出所選電機的輸出轉矩，同時考慮電機安裝尺寸等因素，來選擇合適的步進電機。

用戶可以根據以下公式來估算所需的電機的轉矩：
T電機＝C(Jε+T負載）
J：負載的轉動慣量 ε：負載的最大角加速度 C：安全系數(shù)，推薦值1.2～1.4
T負載：最大負載轉矩，包括有效負載、摩擦力、傳動效率等阻力轉矩
T電機：電機需要輸出的轉矩，所選擇的電機轉矩應大于該值

混合式進步電機輸出轉矩的主要有如下特點：
·電機實際電流越大，輸出轉矩越大，但電機銅損（P＝I2R）越大，電機發(fā)熱越多；
·驅動器供電電壓越高，電機的高速輸出轉矩越大；
·高速比中低速輸出轉矩小，如下圖矩頻特性圖所示。

步進電機的接線
M系列驅動器可以用來驅動4、6、8線的兩相、四相混合式步進電機，步距角為1.8度0.9度的均可適用。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，具體如下圖所示：

輸入電壓和輸出電流的選用
M系列驅動器可以驅動國內外各廠家的兩相混合式步進電機，為了獲得最滿意的驅動效果，需要選取合理的供電電壓和設定電流。驅動器的輸入電壓的高低決定電機的高速性能，而驅動器輸出電流設定決定電機的力矩。

◆驅動器輸入電壓的設定
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。但電壓太高會導致驅動器過壓保護，電機發(fā)熱較多，甚至可能導致驅動器損壞。在高壓下工作時，電機低速運動的振動會大一些。

◆驅動器輸出電流的設定
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(fā)熱也比較嚴重。具體發(fā)熱量的大小不但與驅動器輸出電流的設定值有關，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。原則上如溫升小于40℃時，則可視需要適當加大電流設定值以增加電機輸出功率（提高輸出力矩和改善高速響應）。

當電流設定后試運行15～30分鐘，如電機溫升大于70℃時，則應降低電流設定值。一般情況把驅動器的輸出電流設成電機長期工作時出現(xiàn)溫熱但不過熱的數(shù)值。