DY3系列三相混合式步进电机驱动器(用户手册)ZW.doc

DY3使用手册
一、型号说明
30
DY3 ——

输出相电流（有效值）：12=1.2A，13=1.3A，24=2.4A
三相电机
混合式步进电机
产品标志：电机驱动器
二、性能简介
混合式步进电机采用稀土永磁材料制造，与反应式步进电机相比具有电磁损耗小、转换效率高、动态特性好等优点。混合步进电机的电磁静力短为电机阻尼。取消了反应式电机的机械阻尼盘，无需人工调整，运行平稳、噪音小、不易失步。混合式步进电机取代反应式电机是经济型数控系统的发展趋势。
我厂研制的DY3系列三相混合式步进电机驱动电源，具有以下特点：
*技术新：
应用微电子技术，将单片机嵌入驱动器内，使控制性能提高，电路简化；功放采用三菱公司智能模块（IPM），具备过载、短路、过压、欠压、过热等完善保护功能，可靠性极高；驱动器内低压直流电源应用开关电源技术，使电源电路体积小，稳定可靠。
*微步距：
运用矢量细分技术，可控制步进电机转过的最小角度为电机步距角的1/20（0.003°）。微步距控制可使步进电机低速运行平稳，其运行效果接近交流伺服。微步距驱动器与μm（0.001mm）级CNC控制系配套.可使数控机床的最小移动量控制接近μm,对加工弧面、锥面、螺纹等工件，能明显提高工件表面的精细效果。
*高转矩
步进电机输出转矩与注入电流成正比，高速运转时注入电流大小与驱动器功放级使用的电压成正比，目前大部分步进电机驱动器功放级。由于技术限制，所使用的电压在DC150伏以下，而DY3步进电机驱动器功放级的电压达到DC310V，因而驱动步进电机高速运转时仍然有高转矩输出。
*高可靠性
控制部分集成度高、功放级采用三菱公司的智能模块，整机结构紧凑、电路简练、接插件少、机外风冷散热设计可减少粉尘侵入机内，设有超温、过压、欠压、保护、报警信号输出。
三、技术参数
输入电源
AC220V -15%~+10% 50/60HZ 3A（Max）
输出相电流
相电流有效值不大于4.5A
适配电机
三相混合式步进电机（步距角0.6°）
工作环境
0℃~45℃ 10~85%RH、不结露。
无腐蚀性、易燃、易爆、导电性气体、液体和粉尘。
存放环境
-20℃~80℃ 10~85%RH、不结露。
驱动方式
PWM（脉宽调制）恒流斩波，三相正弦波电流输出。
步距角
可由用户设定：0.03°、0.06°、0.09°、0.12°、0.18°、0.3°、0.36°、0.45°、0.6°、0.72°、0.9°、1.2°、1.8°
对应电机
每转脉冲
12000、6000、4000、3000、2000、1200、1000、800、600、500、400、300、200P/r
步距角设定
方式
DIP开关（SW1、SW2、SW3、SW5）设定；
（SW5与LST输入信号等效）
输入信号
CP/；DIR/；EN/（使能）；LST/（大步距）；
DEI/（减电流）
输入电平
5V、5~10mA，12V时串入1K电阻，24V时串入2.2K电阻。
输入回路有电流时输入有效。
位置脉冲
输入方式
单脉冲方式：CP（脉冲）+DIR（方向）
脉冲宽度≥1μs；脉冲频率≤250KHZ（12000P/r时）；
换向时，DIR（方向）信号超前CP（脉冲）信号≥10μs。
输出信号
RDY1/RDY2（准备好）：常开触点，无报警时接通，负载30V、0.5A（Max）。
保护功能
超温、制动异常、欠压、超压、IPM模块异常。
状态指示
绿色LED RDY：正常指示，无故障时亮；
红色LED ALM1：制动异常；ALM2：欠压；ALM3：超压；
ALM4：IPM模块异常
外形尺寸
244×163×92mm（参见图一）
重量
2.7Kg

广州数控设备厂 6
四、工作原理
当电机三相绕组通入正弦波电流（三相电流相位差为120°）时，该电流在电机的气隙中产生一个空间幅值恒定的旋转磁势，该空间磁势的大小和方向与各相的电流的顺序和大小有关，并且要求驱动系统在电机绕组中的电流为双向的分级变化的阶梯波（当分级数无限增加时，电流波将形成正弦波），各相电流之间的相位差为120°。电机磁性转子跟踪定子空间磁势面移动形成电机旋转，当空间磁势定位于某点时，转子也定位于该点，实现了精确定位。
当某一相电流变化一个完整周期时（其它相电流也各自变化一个完整的周期，只是相角不同而己），步进电机转子将转过一个齿距，对应的机械角为360°/Z2(Z2为电机转子齿数).若相电流在一个周期内分成N个台阶电流值 ,转子在每一个台阶电流处于不同的定位点,因此,步进电机的步距角为:а=360°/(NZ2)，或电机每转步数为：S=N×Z2 。上图中每一个正弦周期由20个电流台阶N组成，由于电机的转子齿数Z2为50个，则电机的步距角а=360°/(NZ2)=360°/（20×50）=0.36°,电机每一转需脉冲个数为:S=N×Z2=20×50=1000。
五、安装说明
驱动器外型及安装尺寸见<图一>
安装步骤:
1、开箱检查
DY3驱动器为单台（轴）包装，开箱后请按装箱单核对驱动型号、编号、说明书、合格证附件等，如发现与装箱单不符请及时和我厂联系。
检查驱动器有无机箱变型，部件破损等异常情况，如有异常，请确认不影响使用后再安装，或与我厂联系。
2、安装
DY3驱动器应安装在通风良好，防护妥善的电柜内，为保证驱动器散热条件，请按〈图一〉中推荐的空间间距安装。安装时不要使机箱的散热孔面朝上，也不要使对流风直射散热孔，以避免灰尘和杂物落入驱动器内部。
3、接线
按照下述接口说明，接齐信号线、电机线、电源线。电机线和电源线流过电流较大，接线时一定要接牢，且电机线和电源线应大于1mm2。
连接电源时，建议电源应通过隔离变压器供电，这样电机漏电时（如电机接线碰壳，相绕组碰壳，电机进水等）可起到对人身、设备（驱动器及电机）的保护作用。电源开关可使用空气开关，漏电保护开关或接触器，它们能快速，可靠的通断，但不能使用普通的闸刀开关，因为这种开关在合闸时极易产生接触不良现象，使驱动器受干扰而出现错误动作。
六、DY3驱动器外形图

﹤图二﹥
七、接口及拔码开关说明
1、信号接口
信号接线见下表，接口原理见<图三>

引脚
端子名
信号说明
1
CP+
脉冲信号（正端）输入
9
CP-
脉冲信号（负端）输入
2
DIR+
方向电平信号（正端）输入
10
DIR-
方向电平信号（负端）输入
3
EN+
使能信号（正端）输入
11
EN-
使能信号（负端）输入
4
MIS+
细分控制信号（正端）输入
12
MIS-
细分控制信号（负端）输入
5
DEI+
减电流控制信号（正端）输入
13
DEI-
减电流控制信号（负端）输入
6
RDY1
准备好信号
14
RDY2
准备好信号
注：DY3工作正常时6和14脚内部接通。
2、电机接口和电源接口
电源输入220V，并从L、N端并联到r、t端。
步进电机内部线圈接成△型，电机的三个引出线可任意接至U、V、W。若发现电机旋转方向错误应先关掉电源，再任意调换2个电机线的接头位置。
3、拔码开关
自ALM4指示灯下方由上而下依次为SW1~SW6拨码开关，开关位置朝右为OFF（关），开关位置朝左为ON（开）。
SW4 减电流控制
OFF— 满电流
ON— 减电流
SW5 微步 控制
OFF— 微 步
ON— 整 步
SW4、SW5与信号输入减电流端，微步端有相同的功效，但拔码开关一旦有效信号输入端的信号控制不起作用，拔码开关无效时信号输入端才能控制。SW1 SW2、SW3为步距角设置，它和SW5一起可设定13种步距角，具体如下表所示：

开关位置
SW1
OFF
ON
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
SW2
OFF
ON
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
SW3
OFF
OFF
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
SW5
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
步距角（°）
0.03
0.06
0.09
0.12
0.18
0.3
0.36
0.45
0.6
0.72
0.9
1.2
1.8
注：拨码开关朝右为OFF（关），朝左为ON（开）。
4、状态指示灯
面板上共5个灯、1个绿灯、4个红灯，绿灯亮时，表示工作正常，信号的6脚和14脚输出一个接通信号，红灯有4个，分别为ALM1、ALM2、ALM3、ALM4分别代表制动报警、欠压报警，超压报警、模块报警。
八、DY3驱动器接口原理图

注：P、D端子为预留外部制动电阻端子，请不要连接；
示出输入信号电平为5V时的接法。信号电平大于5V时，需串连限流电阻，使输入电流为4~10mA；

﹤图三﹥
九、三相混合式步进电机参数表
型号
相数
保持转矩
步距角°
静态相 电流
空载运行频率
空载起动频率
相电感
转动惯量Kgcm2
使用电压
范围
VKC
重量Kg
90BYG350A
3
2Nm
0.6
1.0A
30000HZ
1600HZ
28mH
1.5
80～325V
3
90BYG350B
3
4Nm
0.6
1.1A
30000HZ
1600HZ
38mH
3.0
80～325V
4
90BYG350C
3
6Nm
0.6
1.3A
30000HZ
1600HZ
43mH
4.5
80～325V
5
110BYG350A
3
8Nm
0.6
2.4A
30000HZ
1600HZ
20mH
8.4
80～325V
7
110BYG350B
3
12Nm
0.6
2.8A
30000HZ
1600HZ
30mH
12.6
80～325V
10
110BYG350C
3
16Nm
0.6
3.0A
30000HZ
1600HZ
35mH
16.8
80～325V
12
注：空载运行频率和空载起动频率的运行步距角为0.6°。
型号
步距
角
°
运行距频特性(Nm/HZ)
90BYG350A
0.6
2.0
300
1.9
500
1.8
1000
1.8
2000
1.7
4000
1.7
6000
1.6
8000
1.2
10000
1.1
12000
90BYG350B
0.6
4.0
300
3.7
500
3.7
1000
3.6
2000
3.5
4000
2.7
6000
1.9
8000
1.6
10000
1.4
12000
90BYG350C
0.6
6.0
300
5.5
500
5.4
1000
5.4
2000
4.3
4000
2.7
6000
2.2
8000
1.6
10000
1.5
12000
110BYG350A
0.6
8.4
300
8.4
500
8.4
1000
8.3
2000
8.1
4000
7.0
6000
5.1
8000
4.5
10000
4.0
12000
110BYG350B
0.6
11.7
300
11.7
500
11.7
1000
11.6
2000
10.6
4000
7.6
6000
5.7
8000
5.1
10000
4.2
12000
110BYG350C
0.6
15.9
300
15.9
500
15.9
1000
15.8
2000
13.0
4000
8.5
6000
6.5
8000
5.6
10000
5.1
12000
注:上数据为电机绕组是三角形连接、电机工作电压为300VDC所做，仅供用户参考。

十、DY3与系统的连接
（1） DY3与GSK980T连接
插座XS30.YS31

DY3(CN1)
信号名称
管脚

管脚
信号名称

CP+
1

1
CP+

CP-
9

9
CP-

DIP+
2

2
DIR+

DIR-
10

10
DIR-

OV
11

6
RDY1

DALM
5

14
RDY2

(2)DY3与GSK928TA连接
X5

DY3（X轴）
2
XPU

9
CP-

10
XDR

10
DIR-

3
DV

11
EN-

9
XAL

6
RDY1

6
+5V

1
CP+

2
DIR+

3
EN+

13
COM

14
RDY2

X5

DY3（Y轴）
4
XPU

9
CP-

12
XDR

10
DIR-

11
DV

11
EN-

1
XAL

6
RDY1

14
+5V

1
CP+

2
DIR+

3
EN+

13
COM

14
RDY2

广州数控设备厂 8

！注意

！阅读
请详细阅读本说明书后，再进行安装连接。

！安装
驱动器应安装在通风良好，防护妥善的电柜内。为保证驱动器散热条件，请按<图一>推荐的空间间距安装。当驱动器的驱动电流≥2.8A、或驱动器的安装空间小于推荐间距时，用户必须安装风扇强迫散热，否则可能导致驱动器超温报警，并影响驱动器的使用寿命。
安装时不要使外壳的散热孔一面朝上，也不要使对流风直吹散热孔，以避免灰尘及杂物进入驱动器内部。

！接线
电机线和电源线有较大电流通过，接线时一定要接牢、端子压紧。
驱动器和步进电机必须可靠接地。
！通电
不得带电插拔电源插头和电机插头，由此将引起严重的后果。
电源开关应使用可靠通断的空气开关，不要使用普通的闸刀开关。
在确认没有导电异物落入驱动器内、所有接线准确、连接牢靠后，方能通电。

目 录

一 型号说明﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1
二 性能简介﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1
三 技术参数﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2
四 工作原理简介﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2
五 安装说明﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3
六 DY3驱动器外型尺寸图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4
七 接口及拔码关开说明﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍5
八 DY3驱动器接口原理图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍6
九 三相混合式步进电机参数表﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍7
十 DY3与系统的连接﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 8