DY3E系列三相混合式步进电机驱动器使用手册(EV1.3)(3)

DY3E系列三相混合式步进电机驱动器 使用手册

4 先进的步进电机控制原理

广州数控设备有限公司将交流伺服控制原理应用到三相混合式步进电机驱动器中，输入的AC 220V经整流后变为DC 310V，再经脉宽调制变为三路310V阶梯式正弦波形电流，它们按固定时序分别流过三路绕组，其每个阶梯对应电机转动一步。通过改变驱动器输出正弦电流的频率来改变电机转速，而每转输出的阶梯数确定了每步转过的角度。

按目前的电子技术，正弦电流的阶梯数可以分得很多，理论上电机每转的步数可以很高，这就是细分技术，但经过理论分析及大量的实验证明：如果细分数超过10，电机带负载后，就会产生跳步和失步现象。所以细分数超过10没有实际意义。目前仅仅三相正弦电流细分技术能保证细分后电机输出扭矩不下降，而且每一步都能精确定位。

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，并且要求驱动器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。电机相电流波形和电机步距角的关系如下图所示：

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 。如果每一个正弦周期由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。

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DY3E系列三相混合式步进电机驱动器 使用手册 5 安装说明

驱动器外型及安装尺寸见图1。

安装步骤：

a) 开箱检查

DY3E 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，或与我公司联系。

b) 安装

DY3E 驱动器应安装在通风良好，防护完善的电柜内，为保证驱动器散热条件，请按〈图1〉中推荐的空间间距安装。

c) 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。

由于驱动器工作于高频斩波方式，步进电机会存在感应电压和泄漏电流，建议驱动器的电源通过隔离变压器提供，并保证驱动器和步进电机妥善接地，以确保使用安全。电源开关应选用空气开关、漏电保护开关或接触器，保证快速、可靠地通断。

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DY3E系列三相混合式步进电机驱动器 使用手册 6 驱动器外形图 PP器动脉冲指示式驱合机混电相进B三步T 图1

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DY3E系列三相混合式步进电机驱动器 使用手册 7 接口及拔码开关说明

1）信号接口 信号接线见下表

引脚 1 9 2 10 3 11 6 14 端子名 CP+ CP- DIR+ DIR- EN+ EN- RDY1 RDY2 信号说明 脉冲信号（正端）输入 脉冲信号（负端）输入 方向电平信号（正端）输入 方向电平信号（负端）输入 使能信号（正端）输入 使能信号（负端）输入 准备好信号 准备好信号 注：DY3E工作正常时6和14脚内部接通；报警时6和14脚断开。 2）电机接口和电源接口

电源输入交流220V，并从L、N端并联到r、t端。

步进电机内部线圈接成星型，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）状态指示灯

黄色报警灯ALM，ALM亮时驱动器报警。4个绿灯：RDY驱动器为准备好指示灯，此灯亮时表示工作正常； A、B、C六个灯表示脉冲输入状态，开机初始状态为两个轴前一次掉电前的状态。A、B、C共有8种状态指示，使用时，可根据未加工前在程序零点时与加工后回程序零点后A、B、C的状态是否相同，来判断加工过程是否失步。

4）拔码开关

在状态指示灯下有SW1～SW6六个拨码开关。SW1、SW2、SW3、SW5四个拨码开关为步距角设置开关，共可设置16种不同步距角。如表一开关位置与步距角对照表所示。SW4和SW6两个开关作为输出驱动器电流粗调功能开关。表二为拨码开关位置与输出电流对照表

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DY3E系列三相混合式步进电机驱动器 使用手册

表1

SW1 开关位置 SW2 SW3 SW5 步距角（°） ON OFF OFF OFF OFF ON OFF OFF ON ON OFF OFF 0.06 OFF OFF ON OFF 0.144 ON OFF ON OFF 0.09 OFF ON ON OFF 0.12 ON ON ON OFF 0.9 OFF OFF OFF ON 0.30 ON OFF OFF ON 0.36 OFF ON OFF ON 0.45 ON ON OFF ON 0.6 OFF OFF ON ON 0.72 ON OFF ON ON 0.045 OFF ON ON ON ON ON ON ON OFF OFF OFF OFF 0.03 0.036 0.072 0.75 0.075

表2

开关 SW4 ON OFF ON OFF 位置 SW6 ON ON OFF OFF 电流值 满电流 满电流×0.8 满电流×0.6 满电流×0.4

注1：拨码开关朝右为OFF（关），朝左为ON（开）。 注2：满电流即为驱动器标识电流值。

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