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，具最優性能；
◆低速運行平穩，無大小步現象；
◆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的“純正弦電流控制技術”基礎上，又進一步開發和采用了最新的“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，使得電機發熱下降10～20℃。

　　新M系列電機控制參數自適用技術，使得各種大小電感的電機在各種電壓下都能發揮出最優性能和最低發熱。 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燙等現象，如圖3所示。

　　新M系列步進驅動器采用了三級數字濾波技術，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、發熱大、平穩度不夠高等特點。

　　M752是一款體積小巧、高速性能優異的中壓驅動器，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)執行中高速運動。

產品命名規則

新M系列驅動器型號預覽表

工作環境

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，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熱也比較嚴重。具體發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溫熱但不過熱的數值。