德国百格拉公司三相混合式步进电机驱动器资源-CSDN文库

三相步进电机

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德国百格拉公司

德国百格拉公司1934年以来一直致力于步进电机和伺服电机的研究、开发、生产工作。是世界上步进

驱动系统行业的领导者。

该公司于1973年发明了五相混合式步进电机及其驱动器，克服了两相步进电机振动噪音大、只能用于

简单应用场合的缺点，因此可胜任更高要求的任务，适合进行微步控制，并逐渐成为世界上许多五相步进

电机生产厂家学习的典范。

但由于科学技术的不断发展，人们越来越发现五相步进电机的接线和相电流切换技术比较复杂，生产

成本又很高，为了追求高效益、低成本，达到最佳的性能价格比，百格拉公司把交流伺服原理应用到步进

电机系统中，于1993年又推出了性能更加优越的三相混合式步进电机，该步进电机吸取五相电机的优点，

与其配套的驱动器采用了交流伺服电机驱动器工作方式，这种电机系统彻底解决了传统步进电机低速爬行

有共振区、噪音大、高速扭矩小、起动频率低和驱动器可靠性差等缺点，因此被称为具有交流伺服电机运

行特性的步进电机系统。

为满足客户对更大功率、更高动态性能等的要求，百格拉公司开发了全新的交流伺服电机系统。

百格拉公司产品完全符合CE标准，并率先通过ISO9001质量体系认证。

百格拉公司的步进电机系统以其可靠性高、性能价格比优越主宰着欧美市场，目前百格拉公司的步进电机

系统已占据欧洲市场的85%，占美国市场的25%，中国市场的占有率也在急剧的上升。

第一章驱动器

1.1 驱动器概述…………………………………………………………………………1

1.1.1 安全事项…………………………………………………………………………

1.1.2 驱动器连线注意事项……………………………………………………………

1.1.3 驱动器的特点……………………………………………………………………

1.2 驱动器WD3-007……………………………………………………………………1

1.2.1 电气参数…………………………………………………………………………

1.2.2 WD3-007的主要特点……………………………………………………………

1.2.3 连线及参数设置…………………………………………………………………

1.2.4 控制信号接口……………………………………………………………………

1.2.5 功能选择…………………………………………………………………………

1.2.6 功率接口…………………………………………………………………………

1.2.7 安装………………………………………………………………………………

1.2.8 故障诊断…………………………………………………………………………

1.2.9 故障排除…………………………………………………………………………

1.3 驱动器WD3-008、WDM3-008………………………………………………………1

1.3.1 电气参数…………………………………………………………………………

1.3.2 WD3-008、WDM3-008的主要特点………………………………………………

1.3.3 连线及参数设置…………………………………………………………………

1.3.4 控制信号接口……………………………………………………………………

1.3.5 功能选择…………………………………………………………………………

1.3.6 功率接口…………………………………………………………………………

1.3.7 安装………………………………………………………………………………

1.3.8 故障诊断…………………………………………………………………………

1.3.9 故障排除…………………………………………………………………………

1.4 驱动器D921…………………………………………………………………………

1.4.1 电气参数…………………………………………………………………………

1.4.2 D921的主要特点…………………………………………………………………

1.4.3 连线及参数设置…………………………………………………………………

1.4.4 控制信号接口……………………………………………………………………

1.4.5 功能选择…………………………………………………………………………

1.4.6 功率接口…………………………………………………………………………

1.4.7 状态指示…………………………………………………………………………

1.4.8 安装………………………………………………………………………………

1.4.9 故障诊断与排除…………………………………………………………………

第二章百格拉公司的三相混合式步进电机………………………………………………………

2.1 基本概念………………………………………………………………………………

2.2 特殊的机械结构………………………………………………………………………

2.3 先进的步进电机控制理论……………………………………………………………

2.4 三相混合式步进电机的特点…………………………………………………………

2.5 电机参数表……………………………………………………………………………

2.6 电机安装尺寸…………………………………………………………………………

2.7 抱闸电机………………………………………………………………………………

2.8 矩频特性曲线…………………………………………………………………………

2.9 电机转数与电机相电流的关系………………………………………………………

2.10 电机温升………………………………………………………………………………

2.11 采购选型………………………………………………………………………………

第一章驱动器

百格拉三相混合式步进电机系统采用了与传统的两相和五相混合式步进电机系统截然不同的控制方式

它特有的优点使人们重新认识到步进电机在许多应用中可以取代甚至优于交流伺服电机。本说明书具体讲

述了步进电机及其驱动器的独特之处和使用方法。安装使用前必须仔细阅读。

注：当对驱动器的输入电压、控制信号、制动电容、电机每转步数及输出轴等有特殊要求，或要选配

抱闸、行星减速机和编码器时请与供应商联系。

1.1 驱动器概述

本节讲述所有百格拉步进驱动器的公共特点及要求，必须严格遵守！

1.1.1 安全事项

1.1.1.1 安全说明

·驱动器只能由专业技术人员安装和操作。

·严防意外事故的发生。

·注意通用电器设备与机械设备的安装与配合。

·避免电磁干扰。

1.1.1.2 注意事项

·信号电缆和电机电缆必须带屏蔽、分别走线，距离越大抗干扰的效果越好。

·电机电缆最长为50米，50～150米电缆时选用特殊驱动器。

·信号电缆和电机电缆中多余线一定要剪掉并做绝缘处理。

·除特殊要求外，输入信号电缆单端屏蔽：上位机端屏蔽接地，驱动器端悬空。

·电机电缆双端屏蔽，一端接电机外壳，另一端接驱动器PE端子。

·信号电缆电压对地最高不许超过60VDC。

1.1.1.3 危险！！！

·驱动器必须在下电三分钟后，才能再次接线、安装和参数设置！

·严禁带电对电机和驱动器进行任何参数设置和测量！

·驱动器未接电机前，严禁通电！

·驱动器的输入电压必须满足要求！

·通电前，要确保电源电缆、电机电缆、信号电缆连接的正确性！

注意：不遵守安全说明和注意事项会降低驱动器的性能，甚至造成损坏，后果由用户自己负责！

注意：严禁用户打开驱动器，打开的驱动器将失去保修资格！

1.1.2 驱动器连线注意事项

1.1.2.1 接地

上位机（如PLC、CNC等），电机和驱动器的壳体必须用横截面大于4平方毫米的铜线与机器接地，

地线必须在驱动器PE端子上拧紧，另一端固定在开关柜壳体地线上。地线连接处不能有锈、漆、油，要

大面积接触，确保良好的导电性。所有接地线均采用星形接法（通过一个公共接地点接地）。

1.1.2.2 安装环境

驱动器要安装在开关柜中（壁挂式）。其周围要有20mm的空间，不能放在其它发热设备旁。要避

免粉尘、油物、腐蚀性气体、湿度太大及强震动场合。当粉尘中含导电物质时（如车削铸件），整个电箱

要密封，严防粉尘侵入驱动器！

未满足环境要求而造成驱动器损坏，用户自己负责！

1.1.2.3 控制信号

·上位机控制信号为5V时可以直接输入到驱动器。

·控制信号为12V时要串联一个680欧姆的限流电阻。

·控制信号为24V时要串联一个1.8K欧姆的限流电阻。

注意：最好采用推拉式控制信号，这样噪声更小。

1.1.3 驱动器的特点

驱动器的种类很多，这里主要介绍常用的三种型号：D921、WD3-007、WD3-008，其共同特点

如下：

·交流伺服工作原理，交流伺服运行特性，三相正弦电流驱动输出。

·高速启动电机（空载突跳速度达4.7至6.3转/秒）。

·高电压、小电流驱动，电流随转速增高而变大、增大高速扭矩、减小电机发热。

·电路板采取三防处理，有过压、欠压、过流、相间短路、过热保护功能。

·十细分和半流功能。

·输出相电流可设置（满足不同电机要求）。

·WD3-007具有相位记忆功能，电机上下电时，输出轴位置不变，给工作带来很大方便。

·可设定为两相和五相电机步/转，替代两相和五相电机。

·定位精度更高，在10000步/转时每步都能精确运动和定位，而且输出扭矩不下降。

·电机和驱动器间仅用3根线，同交流异步电机一样，减少连线出错的可能性。

·驱动器与上位机间连线简单，都是三根线，可高电平或低电平有效。

·低速无爬行、噪音小、几乎无共振、低速性能可与高档伺服的性能相媲美。

·高速扭矩提高近40%，最高转速为3600转/分，几乎无共振区。

·比同样尺寸的反应式步进电机所产生的功率大20%左右。

·电机的扭矩与它的转速有关，而与电机每转的步数无关。

1.2 驱动器WD3-007

该驱动器主要驱动2Nm ~ 12Nm三相混合式步进电机，输入电压220VAC，控制信号电压5VDC，与

百格拉电机配套性能最佳。

1.2.1 电气参数

输入电压单相220V输入（-30%~+20%）；频率： 45~66Hz

输入电流小于2.5安培

输出电压

3×325VAC

输出电流

0.66~2.5A

功耗功耗：80W；内部保险：6.3A

温度工作温度小于50℃；存放温度-40℃~70℃

湿度不能结露，不能有水珠

气体禁止有可燃气体和大量导电灰尘

1.2.2 WD3-007的主要特点

·交流伺服工作原理，交流伺服运行特性，三相正弦电流驱动输出。

·只要环境温度不超过55℃，驱动器就可以正常工作。

·电路板采取三防处理，有过热、过压、欠压、过流及电机相间短路保护功能。

·驱动器的输入电源是220VAC，变化范围是：-30%~+20%。

·电机和驱动器间仅用3根线，同交流异步电机一样，减少连线出错的可能性。

·几乎无共振和爬行，输出相电流可设置，带有十细分和半流功能特性，噪声几乎与交流伺服电机一

样。

·比同样尺寸的反应式步进电机所产生的功率大20%左右。

·电机的扭矩与它的转速有关，而与电机每转的步数无关。

·电机每转步数可依用户要求分别设定为500、1000、5000、10000步/转。

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