DM415S 數(shù)字式兩相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器

一、產(chǎn)品簡介

1. 概述

DM415S V2.0 是公司推出的高性能數(shù)字式兩相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，采用數(shù)字 DIP 技術(shù)，用戶可以設(shè)置常用的 8 檔電流以及 8 檔細(xì)分，能夠滿足大多數(shù)場合的應(yīng)用需要。低中高速運(yùn)行都很平穩(wěn)，噪音小。驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部集成了參數(shù)自動(dòng)整定功能，能夠匹配不同電機(jī)自動(dòng)生成適配的運(yùn)行參數(shù)，更好的發(fā)揮電機(jī)性能。

2.特點(diǎn)

● 數(shù)字 DIP 技術(shù)                                                  ● 可驅(qū)動(dòng) 4，6，8 線兩相步進(jìn)電機(jī)

● 超低振動(dòng)噪聲                                                   ● 光隔離差分信號(hào)輸入

● 內(nèi)置高細(xì)分，撥碼可選                                     ● 脈沖響應(yīng)頻率最高可達(dá) 200KHz

● 上電自動(dòng)整定功能                                            ● 電流設(shè)定方便，可在 0.3-1.5A(峰值)之間任意選擇

● 精密電流控制使電機(jī)發(fā)熱大為降低                    ● 3 位撥碼，可調(diào) 8 檔細(xì)分

● 靜止時(shí)電流自動(dòng)減半                                        ● 具有過壓、短路等保護(hù)功能

● 支持單雙脈沖，撥碼選擇                                 ● 外置報(bào)警輸出，最大輸出電流 100mA,耐壓 30Vdc

3.應(yīng)用領(lǐng)域

適合各種中小型自動(dòng)化設(shè)備和儀器，例如：雕刻機(jī)、打標(biāo)機(jī)、切割機(jī)、激光照排、繪圖儀、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)裝配設(shè)備等。

二、電氣、機(jī)械和環(huán)境指標(biāo)

1. 電氣指標(biāo)

2. 使用環(huán)境及參數(shù)

3. 機(jī)械安裝圖

※推薦采用側(cè)面安裝，散熱效果更佳，安裝設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮接線端子大小和散熱所需空間！

4. 散熱方式

1）驅(qū)動(dòng)器的可靠工作溫度通常在 60℃以內(nèi)，電機(jī)工作溫度為 80℃以內(nèi)；

2）建議使用時(shí)選擇自動(dòng)半流方式，馬達(dá)停止時(shí)電流自動(dòng)減一半，以減少電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的發(fā)熱；

3）安裝驅(qū)動(dòng)器時(shí)請采用豎著側(cè)面安裝，使散熱齒形成較強(qiáng)的空氣對流；環(huán)境溫度超過 30 度時(shí)，需要安裝風(fēng)扇，強(qiáng)制散熱，保證驅(qū)動(dòng)器在可靠工作溫度范圍內(nèi)工作。

三、驅(qū)動(dòng)器接口和接線介紹

1. 接口描述

1）控制信號(hào)接口

2）強(qiáng)電接口

3） 232 通訊接口

DM415S V2.0 帶有 232 通訊接口，定義如下圖所示：可以通過專用的調(diào)試線進(jìn)行驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)調(diào)節(jié)。

4） 狀態(tài)指示

驅(qū)動(dòng)器有 2 個(gè) LED 做指示。其中綠色 LED 作為電源指示燈，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器接通電源時(shí)，該 LED 常亮；當(dāng)驅(qū)動(dòng)器切斷電源時(shí)，該 LED 常滅。紅色LED 作為故障指示燈，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，該指示燈間歇循環(huán)閃爍指示故障，具體如下圖；當(dāng)故障被用戶清除時(shí)，紅色LED 常滅。紅色 LED 閃爍頻率為 2Hz，其中 LED 亮 200ms，滅300ms。紅色閃爍次數(shù)代表不同的故障信息，兩次閃爍間隔時(shí)間 2s。具體關(guān)系如下表所示：

2. 控制信號(hào)接口電路

DM415S V2.0 驅(qū)動(dòng)器采用差分式接口電路可適用差分信號(hào)，單端共陰及共陽等接口，內(nèi)置高速光電耦合器，允許接收長線驅(qū)動(dòng)器，集電極開路和 PNP 輸出電路的信號(hào)。在環(huán)境惡劣的場合，我們推薦用長線驅(qū)動(dòng)器電路，抗干擾能力強(qiáng)。現(xiàn)在以集電極開路和PNP輸出為例，接口電路示意圖如下：

注意：VCC 值為 5V 時(shí)，R 短接；

VCC 值為 12V 時(shí)，R 為 1K，大于等于 1/4W 電阻；

VCC 值為 24V 時(shí)，R 為 2K，大于等于 1/4W 電阻；

3. 控制信號(hào)時(shí)序圖

為了避免一些誤動(dòng)作和偏差，PUL、DIR 和 ENA 應(yīng)滿足一定要求，如下圖所示：

注釋：1）t1：ENA（使能信號(hào)）應(yīng)提前 DIR 至少 5ms，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 2.5μs。4）t4：低電平寬度不小于 2.5μs。

4. 報(bào)警信號(hào)接口電路

DM415S 報(bào)警信號(hào)如下圖所示，報(bào)警信號(hào)的邏輯可以通過調(diào)試軟件進(jìn)行設(shè)置。

一般 ALM+連接控制卡或者控制器的 ALM 輸入端，ALM-連接控制卡或控制器的公共負(fù)端。

5. 接線要求

1）為了防止驅(qū)動(dòng)器受干擾，建議控制信號(hào)采用屏蔽電纜線，并且屏蔽層與地線短接，除特殊要求外，控制信號(hào)電纜的屏蔽線單端接地：屏蔽線的上位機(jī)一端接地，屏蔽線的驅(qū)動(dòng)器一端懸空。同一機(jī)器內(nèi)只允許在同一點(diǎn)接地，如果不是真實(shí)接地線，可能干擾嚴(yán)重，此時(shí)屏蔽層不接。

2）脈沖和方向信號(hào)線與電機(jī)線不允許并排包扎在一起，最好分開至少10cm以上，否則電機(jī)噪聲容易干擾脈沖方向信號(hào)引起電機(jī)定位不準(zhǔn)，系統(tǒng)不穩(wěn)定等故障。

3）如果一個(gè)電源供多臺(tái)驅(qū)動(dòng)器，應(yīng)在電源處采取并聯(lián)連接，不允許先到一臺(tái)再到另一臺(tái)鏈狀式連接。

4）嚴(yán)禁帶電拔插驅(qū)動(dòng)器電機(jī)和電源端子，帶電的電機(jī)停止時(shí)仍有大電流流過線圈，拔插電機(jī)和電源端子將導(dǎo)致巨大的瞬間感生電動(dòng)勢將燒壞驅(qū)動(dòng)器。

5）嚴(yán)禁將導(dǎo)線頭加錫后接入接線端子，否則可能因接觸電阻變大而過熱損壞端子。

6）接線線頭不能裸露在端子外，以防意外短路而損壞驅(qū)動(dòng)器。

四、電流、細(xì)分撥碼開關(guān)等參數(shù)設(shè)置

DM415S V2.0 驅(qū)動(dòng)器采用八位撥碼開關(guān)設(shè)定細(xì)分精度、動(dòng)態(tài)電流等參數(shù)。詳細(xì)描述如下：

1．電流設(shè)定

1）工作（動(dòng)態(tài)）電流設(shè)定

2） 靜止（靜態(tài)）電流

DM415S V2.0 出廠默認(rèn)半流，半流比例可以通過調(diào)試軟件進(jìn)行修改。

2. 細(xì)分設(shè)定

3. 脈沖模式設(shè)置

SW7 設(shè)置脈沖模式：

SW7=off：設(shè)置為單脈沖模式（出廠默認(rèn)）；

SW7=on：設(shè)置為雙脈沖模式。

4. 自測設(shè)置

SW8 設(shè)置自測：

SW8=off：關(guān)閉自測（出廠默認(rèn)）；

SW8=on：電機(jī)以 0.4R/S 的速度，正轉(zhuǎn)一圈，反轉(zhuǎn)一圈，一直循環(huán)。

5. 其他設(shè)置

DM415S V2.0 帶串口，可調(diào)試和保存部分參數(shù)，不支持電流環(huán)測試，共振調(diào)試和試運(yùn)行測試。

五、供電電源選擇

電源電壓在 DC20V-40V 之間都可以正常工作，DM415S V2.0 驅(qū)動(dòng)器最好采用非穩(wěn)壓型直流電源供電，也可以采用變壓器降壓＋橋式整流＋電容濾波。建議用戶使用24V直流供電，避免電網(wǎng)波動(dòng)超過驅(qū)動(dòng)器電壓工作范圍。

如果使用穩(wěn)壓型開關(guān)電源供電，應(yīng)注意開關(guān)電源的輸出電流范圍需設(shè)成最大。

請注意：

1）接線時(shí)要注意電源正負(fù)極切勿反接；

2）最好用非穩(wěn)壓型電源；

3）采用非穩(wěn)壓電源時(shí)，電源電流輸出能力應(yīng)大于驅(qū)動(dòng)器設(shè)定電流的60%即可；

4）采用穩(wěn)壓開關(guān)電源時(shí)，電源的輸出電流應(yīng)大于或等于驅(qū)動(dòng)器的工作電流；

5）為降低成本， 兩三個(gè)驅(qū)動(dòng)器可共用一個(gè)電源，但應(yīng)保證電源功率足夠大。

六、電機(jī)選配

DM415S V2.0 可以用來驅(qū)動(dòng) 4、6、8 線的兩相、四相混合式步進(jìn)電機(jī)，步距角為1.8度和 0.9 度。選擇電機(jī)時(shí)主要由電機(jī)的扭矩和額定電流決定。扭矩大小主要由電機(jī)尺寸決定。尺寸大的電機(jī)扭矩較大；而電流大小主要與電感有關(guān)，小電感電機(jī)高速性能好，但電流較大。

1.電機(jī)選配

1）確定負(fù)載轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)比工作轉(zhuǎn)速范圍

J：負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量    ε：負(fù)載的最大角加速度    C：安全系數(shù)，推薦值1.2-1.4

T 負(fù)載：最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括有效負(fù)載、摩擦力、傳動(dòng)效率等阻力轉(zhuǎn)矩

2）電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩由哪些因素決定

對于給定的步進(jìn)電機(jī)和線圈接法，輸出扭矩有以下特點(diǎn)：

●電機(jī)實(shí)際電流越大，輸出轉(zhuǎn)矩越大，但電機(jī)銅損（P=I2R）越多，電機(jī)發(fā)熱偏多；

●驅(qū)動(dòng)器供電電壓越高，電機(jī)高速扭矩越大；

●由步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性圖可知，高速比中低速扭矩小。

2.電機(jī)接線

對于 6、8 線步進(jìn)電機(jī)，不同線圈的接法電機(jī)性能有相當(dāng)大的差別，如下圖所述：

3.輸入電壓和輸出電流的選用

1）供電電壓的設(shè)定

一般來說，供電電壓越高，電機(jī)高速時(shí)力矩越大。越能避免高速時(shí)掉步。但另一方面，電壓太高會(huì)導(dǎo)致過壓保護(hù)，電機(jī)發(fā)熱較多，甚至可能損壞驅(qū)動(dòng)器。在高電壓下工作時(shí)，電機(jī)低速運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)會(huì)大一些。

2）輸出電流的設(shè)定值

對于同一電機(jī)，電流設(shè)定值越大時(shí)，電機(jī)輸出力矩越大，但電流大時(shí)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的發(fā)熱也比較嚴(yán)重。具體發(fā)熱量的大小不僅與電流設(shè)定值有關(guān)，也與運(yùn)動(dòng)類型及停留時(shí)間有關(guān)。以下的設(shè)定方式采用步進(jìn)電機(jī)額定電流值作為參考，但實(shí)際應(yīng)用中的最佳值應(yīng)在此基礎(chǔ)上調(diào)整。原則上如溫度很低（<40℃）則可視需要適當(dāng)加大電流設(shè)定值以增加電機(jī)輸出功率（力矩和高速響應(yīng)）。

●四線電機(jī)：輸出電流設(shè)成等于或略小于電機(jī)額定電流值；

●六線電機(jī)高力矩模式：輸出電流設(shè)成電機(jī)單極性接法額定電流的 50%；

●六線電機(jī)高速模式：輸出電流設(shè)成電機(jī)單極性接法額定電流的 100%；

●八線電機(jī)串聯(lián)接法：輸出電流可設(shè)成電機(jī)單極性接法額定電流的 70%；

●八線電機(jī)并聯(lián)接法：輸出電流可設(shè)成電機(jī)單極性接法額定電流的 140%。

△注意：電流設(shè)定后請運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī) 15-30 分鐘，如電機(jī)溫升太高（>70℃），則應(yīng)降低電流設(shè)定值。所以，一般情況是把電流設(shè)成電機(jī)長期工作時(shí)出現(xiàn)溫?zé)岬贿^熱時(shí)的數(shù)值。

七、典型接線案例

DM415S V2.0 配 42 系列電機(jī)串聯(lián)，并聯(lián)接法（若電機(jī)轉(zhuǎn)向與期望轉(zhuǎn)向不同時(shí)，僅交換A+、A－的位置即可），DM415S V2.0 驅(qū)動(dòng)器能驅(qū)動(dòng)四線、六線或八線的兩相/四相電機(jī)。下圖是 DM415S V2.0 配 42 機(jī)座步進(jìn)電機(jī)的典型接法：

注意：

1）不同的電機(jī)對應(yīng)的顏色不一樣，使用時(shí)以電機(jī)資料說明為準(zhǔn)，如42 與57 型電機(jī)線顏色是有差別的。

2）相是相對的，但不同相的繞組不能接在驅(qū)動(dòng)器同一相的端子上（A+、A-為一相，B+、B-為另一相）。

3）DM415S V2.0 驅(qū)動(dòng)器只能驅(qū)動(dòng)兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，不能驅(qū)動(dòng)三相和五相步進(jìn)電機(jī)。

4）判斷步進(jìn)電機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)接法正確與否的方法：在不接入驅(qū)動(dòng)器的條件下用手直接轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的軸，如果能輕松均勻地轉(zhuǎn)動(dòng)則說明接線正確，如果遇到阻力較大和不均勻并伴有一定的聲音說明接線錯(cuò)誤。

八、保護(hù)功能

驅(qū)動(dòng)器具有過流，過壓，缺相等保護(hù)功能，具體描述如下表所示：

注意：由于驅(qū)動(dòng)器不具備電源正負(fù)極反接保護(hù)功能，因此，上電前請?jiān)俅未_認(rèn)電源正負(fù)極接線正確。正負(fù)極接反將導(dǎo)致燒壞驅(qū)動(dòng)器中的保險(xiǎn)管！

九、常見問題

1.應(yīng)用中常見問題和處理方法

2.用戶常見問題解答

1）何為步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器？

步進(jìn)電機(jī)是一種專門用于速度和位置精確控制的特種電機(jī)，它旋轉(zhuǎn)是以固定的角度（稱為“步距角”）一步一步運(yùn)行的，故稱步進(jìn)電機(jī)。其特點(diǎn)是沒有累積誤差，接收到控制器發(fā)來的每一個(gè)脈沖信號(hào)，在驅(qū)動(dòng)器的推動(dòng)下電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度，所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器是一種能使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的功率放大器，能把控制器發(fā)來的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的功率信號(hào)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比，所以控制脈沖頻率可以精確調(diào)速，控制脈沖數(shù)就可以精確定位。

2）何為驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分？

步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率的關(guān)系是什么？步進(jìn)電機(jī)由于自身*結(jié)構(gòu)決定，出廠時(shí)都注明“電機(jī)固有步距角”（如0.9°/1.8°，表示半步工作每走一步轉(zhuǎn)過的角度為 0.9°，整步時(shí)為 1.8°）。但在很多精密控制和場合，整步的角度太大，影響控制精度，同時(shí)振動(dòng)太大，所以要求分很多步走完一個(gè)電機(jī)固有步距角，這就是所謂的細(xì)分驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)此功能的電子裝置稱為細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。

3）細(xì)分驅(qū)動(dòng)器有何優(yōu)點(diǎn)？

●因減少每一步所走過的步距角，提高了步距均勻度，因此可以提高控制精度。

●可以大大地減少電機(jī)振動(dòng)，低頻振蕩是步進(jìn)電機(jī)的固有特性，用細(xì)分是消除它的最好方法。

●可以有效地減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高輸出轉(zhuǎn)矩。以上這些優(yōu)點(diǎn)普遍被用戶認(rèn)可，并給他們帶來實(shí)惠，所以建議您最好選用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。

4）為什么我的電機(jī)只朝一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)？

●可能方向信號(hào)太弱，或接線極性錯(cuò)，或信號(hào)電壓太高燒壞方向限流電阻。

●脈沖模式不匹配，信號(hào)是脈沖/方向，驅(qū)動(dòng)器必須設(shè)置為此模式；若信號(hào)是CW/CCW（雙脈沖模式），驅(qū)動(dòng)器則必須也是此模式，否則電機(jī)只朝一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。

DM415S數(shù)字式兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 驅(qū)動(dòng)卡

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