HBS57 全数字式闭环步进驱动器 可配57/60闭环

一、产品简介

1．概述

HBS57 是本公司基于十几年步进与伺服研发经验，开发成功的一款新型闭环步进电机驱动器， 采用****专用电机控制双核DSP 芯片和应用矢量型闭环控制算法，从而****克服了开环步进电机丢步的问题，同时也能明显提升电机的高速性能、降低电机的发热程度和减小电机的高中低速振动，从而提升机器的加工速度和精度以及降低机器的能耗。此外，在电机连续过载时，驱动器会输出报警信号，具有与交流伺服系统同样的可靠性。 当然电机安装尺寸与传统的二相42-57系列步进电机完全兼容，传统步进驱动方案极易升级，并且成本相比开环步进电机增加不多，仅相当于传统交流伺服系统的 30-50%。

2．技术背景与特点

闭环步进电机控制作为一种新型的步进电机控制技术，是在传统二相步进电机后轴上安装了高精度光学增量编码器，由于编码器具备转子实时位置信息回传特性，所以驱动器可以实时监测电机轴位置，每秒取样电机轴位置信息达到20000次，这使得驱动器可实时补偿位移偏差，保证精确定位。而传统开环步进电机，由于无编码器反馈转子实时位置信息，当负载突然变化时，电机会出现丢步，从而导致定位错误，最终给用户带来巨大损失。

闭环步进系统特别适用于低刚性负载情况（如：皮带，滑轮系统），如果使用交流伺服系统，它们有一个共同的问题，就是一直要做补偿动作。为了得到较好的刚性，交流伺服系统特别希望工作在高增益条件下，这样极易导致交流伺服电机定位时会偏离位置，而驱动器会通过相反方向超调来纠正偏差，这种空震现象，在系统中十分普遍，其中静止摩擦力明显高于运行摩擦力。解决方案是降低增益，但是响应速度和精确度会受到影响。而闭环步进系统能****解决这个问题。它利用步进电机的独特性能，将其固定在既定位置，减少震荡。这种优点特别适用于纳米技术，半导体制造，视觉系统和喷墨打印领域，因为以上制造行业对系统的低振动性有很高要求。

    HBS57采用了1000p/r高精度光学编码器。区别于传统的内部微细分步进驱动器，系统内部的高性能双核数字信号处理器（DSP），使用矢量控制和滤波技术，以****次谐波达到平稳的旋转控制。

在高负载和高速情况下，HBS57表现依旧出色，不会出现失步或定位错误。转矩输出较之普通步进电机和驱动器而言，HBS57在长时间内可保持高转矩输出，在****负载情况下，步进电机持续运转而不会出现失步现象。区别于传统开环步进驱动器，HBS57倚靠其创新的电流相位控制技术，实现了在高速运动条件下，持续高转矩运行。因其可以实时监测当前定位特性，让步进电机实现了在****负载下，仍可以保持高转矩输出。

由于HBS57驱动器可以根据负载变化，实时调整控制电流，因此可以减少热量的产生，提升使用效能，相比开环步进电机，发热量减少50%以上，使得电机和轴承寿命得以延长，提升产品品质，降低维修率。

3．性能参数

u 采用全新32位电机控制专用双核DSP芯片；

u 采用先进的矢量电流及速度和位置闭环控制算法；

u 静态电流和动态电流比例可以任意设置（0---7A范围内）；

u 可驱动 42-60全系列二相混合式步进伺服电机；

u 电机标配1000线高精度编码器；

u 光耦隔离差分信号输入；

u 脉冲响应频率****可达300KHZ；

u 细分16档设定（400-51200），特殊细分可按客户要求更改；

u 具有过流、过压、超速、过热、跟踪误差超差等保护功能；

u 支持指令控制模式；

u 集成RS232通信功能，并且支持PC端软件调试参数；

4．产品相对优势

    ● 优于开环步进电机驱动器的特点：

u 准确定位，电机不会失步；

u 定位稳定，即使受到外部力量影响，如机械振动或垂直定位保持，也会自动回复到原位；

u 采用****额定转矩来驱动电机，而传统开环步进电机为避免失步问题，通常只会用50%额定转矩来驱动电机；

u HBS57的控制电流依负载而定，电机能在高速下运行，而传统步进电机无论荷重，一律使用恒定电流，因此能效大大提高；

u 由于电机转矩输出没有损失，所以电机的体积相比原来的开环系统降低1-2档，从而使电机的安装尺寸更小，系统成本下降；

●优于交流伺服电机驱动器的特点：

u 无需调整增益(应负载变化自动调整增益)；

u 维持稳定的位置控制，定位完成后无抖动；

u 可以实现快速定位，加减速曲线可以更陡，从而提高加工效率；

u 擅长在快速短行程运动中持续运行；

u 成本只是交流伺服系统的30%-50%；

二、电气、机械和环境指标

1．电气指标

2．使用环境及参数

3．机械安装尺寸图(单位:mm) 

4．加强散热方式 

（1）驱动器的可靠工作温度通常在60℃以内，电机工作温度为80℃以内； 

    （2）安装驱动器时请采用直立侧面安装，使散热器表面形成较强的空气对流；必要时靠近驱动器处安装风扇，强制散热，保证驱动器在可靠工作温度范围内工作。

三、驱动器接口与接线介绍

1．接口定义

A、电机和电源输入端口

注意：电机线相位间不能互换

B、编码器信号输入端口

C、控制信号端口

D、输出信号端口

2．控制信号接口电路图

控制信号输入和输出接口电路图，如图3所示。

（1）输入信号共阳接法

（2）输入信号共阴接法

（3）差分输入的时候请按下图接线

图3(a) 差分方式控制信号接口接线图

   注意：控制信号电平兼容5V-24V，只要控制信号输入端电平在5-24V之间就无需再外接电阻R1，R2。

3．控制信号时序图 

为了避免一些误动作和偏差，PUL、DIR 和ENA 应满足一定要求，如下图4所示：

图4 时序图

注释： 

（1）t1：ENA（使能信号）应提前DIR 至少5μs，确定为高。一般情况下建议ENA+和ENA-悬空即可。 

（2）t2：DIR 至少提前PUL 下降沿5μs 确定其状态高或低。 

（3）t3：脉冲宽度至少不小于2.5μs。 

（4）t4：低电平宽度不小于2.5μs。 

4．控制信号模式设置

脉冲触发沿和单双脉冲选择：通过PC机软件手持调试器设置脉冲上升沿或下降沿触发有效；还可以设置单脉冲模式、双脉冲模式、正交脉冲模式以及内部指令模式，半流比例，全流比例等参数。

5．状态指示灯：

绿色 LED 为电源指示灯，当驱动器接通电源时，该 LED 常亮；当驱动器切断电源时，该 LED 熄灭。红色 LED 为故障指示灯，当出现故障时，该指示灯以 5 秒钟为周期循环闪烁； 当故障被用户清除时， 红色 LED 常灭。 红色 LED闪烁频率为 2Hz，其中 LED 亮 200ms，灭 300ms。红色 LED 在 5 秒钟内闪烁次数代表不同的故障信息，具体关系如下表所示：

四、拨码开关设定

HBS57驱动器采用六位拨码开关设定细分和其他功能，详细描述如下：

1．细分设定

3．电机旋转方向

除了以上可以通过拨码开关设定细分数，后续根据特殊客户要求，我们也可以提供特殊细分的驱动器。

五、驱动器参数设置

HBS57的参数设置必须通过PC机的RS232串行通讯口，采用专用调试软件完成参数设置， 驱动器内部存有一套对应电机****的默认出厂配置参数，用户只须按照具体使用情况，调整拨码开关选择电机型号，并且根据使用要求设定驱动器细分数即可，具体调试情况请参看调试软件的使用说明文档。具体可调整参数及功能见下表：

3．电机旋转方向

除了以上可以通过拨码开关设定细分数，后续根据特殊客户要求，我们也可以提供特殊细分的驱动器。

五、驱动器参数设置

HBS57的参数设置必须通过PC机的RS232串行通讯口，采用专用调试软件完成参数设置， 驱动器内部存有一套对应电机****的默认出厂配置参数，用户只须按照具体使用情况，调整拨码开关选择电机型号，并且根据使用要求设定驱动器细分数即可，具体调试情况请参看调试软件的使用说明文档。具体可调整参数及功能见下表：

注意：驱动器出厂默认的电流环、位置环和速度环参数为配套电机的****参数，客户一般无需修改，只需要根据系统控制的需要选择好电机细分数及额定电流数即可。 

六、供电电源选择

电源电压在DC16V-70V之间都可以正常工作，HBS57驱动器****采用非稳压型直流电源供电，也可以采用变压器降压后直接给驱动器供电。注意应使整流后电压纹波峰值不超过 70V。建议用户使用 24V-48V 直流开关电源供电，避免电网波动超过驱动器电压工作范围。 

    如果使用稳压型开关电源供电，应注意开关电源的输出电流范围需设成最大。 

请注意： 

1）接线时要注意电源输入跟电机相线切勿接错； 

2）****用非稳压型电源； 

3）采用非稳压电源时，电源电流输出能力应大于驱动器设定电流的60%即可； 

4）采用稳压开关电源时，电源的输出电流应大于或等于驱动器的工作电流； 

    5）为降低成本，两三个驱动器可共用一个电源，但应保证电源功率足够大。

相关咨询杨工18001308796   QQ:1755105676