2HSS86H-N JMC Драйвер гибридного шагового сервомотора с закрытым контуром управления

Драйвер JMC 2HSS86H-N для систем с двухфазным или четырёхфазным шаговым двигателем, управляемым по схеме с закрытым или открытым контуром.

Характеристики

• Модель: 2HSS86H-N JMC
• Совместимость с типоразмерами приводов: Nema 24 (60мм), Nema 34 (86мм)
• Входное напряжение:
  • 24-75 вольт переменного тока AC
  • 30-100 вольт постоянного тока DC
• Выходной ток: 6.0А
• Режим управления: Pul+Dir
• Деление шага, макс.: 1/256
• Поддерживаемое разрешение энкодера: 1000 имп./об., 2500 имп./об.
• Частота импульсов управления, макс.: 200 кГц
• Обратная связь: сигнализация ошибки, успешное позиционирование вала, тормоз
• Интерфейс серво: терминальные клеммы
• Интерфейс настройки: RS232: 57.6 кБ/сек, коннектор RJ-45 (совместим с внешним модулем HISU), встроенные DIP-переключатели
• Система охлаждения: активная (радиатор + вентилятор)
• Температура эксплуатации: -20°С...+70°С
• Размеры: 150 х 97.5 х 54.5 мм
• Вес: 580 г

Сервоприводы, состоящие из шагового двигателя и управляющего драйвера, довольно часто используются в промышленном оборудовании с повышенными требованиями к точности позиционирования. Драйвер 2HSS86H-N — это электронное устройство, интегрирующее технологию сервоуправления в систему с гибридным двух- или четырёхфазным шаговым двигателем, обладающим в собственной конструкции элементом обратной связи — установленным на вал квадратурным энкодером. Благодаря функции подсчёта получаемых с энкодера импульсов, драйвер 2HSS86 осуществляет более точное отслеживание позиционирования вала в заданном положении, с автоматической коррекций обнаруженных угловых отклонений.

Драйвер 2HSS86H обрабатывает входящие цифровые сигналы управления от ведущего устройства, самостоятельно балансирует рабочие токи и напряжение по электрическим обмоткам (фазам) шагового мотора или серводвигателя. Переключением в определённой последовательности работу индуктивных обмоток внутри электродвигателя, драйвер заставляет вращаться вал в определённом направлении и на определённый угол. Драйвер шагового мотора и серводвигателя 2HSS86H имеет отличие от других моделей популярных драйверов отсутствием опции ручной регулировки выходного тока фазы. В драйвере 2HSS86H реализован наиболее популярный интерфейс управления PUL/DIR (Step/Dir).

Точность углового позиционирования и скорость вращения вала достигаются настройкой параметров дробления шага в паре с изменяемым коэффициентом заполнения импульсов управления. Развёрнутая настройка параметров драйвера, в том числе: коэффициента деления шага, скорости нарастания тока, влияющей на стабильность поведения системы, коэффициента демпфирования, смягчения скорости при разгоне и торможении, разрешения энкодера и других, осуществляется через RS232-подключение из ПК-приложения или с использованием внешнего ручного модуля интеллектуальной настройки (Handheld Intelligent Setting Unit, HISU).

Преимущества 2HSS86H

• Без пропуска шагов, высокая точность в позиционировании;
• 100% номинальный выходной крутящий момент;
• Технология управления синусоидальным током, высокая эффективность по току;
• Низкая вибрация, плавное и надёжное движение на низкой скорости;
• Внутренний контроль ускорения и замедления, значительное улучшение плавности пуска или остановки двигателя;
• Пользовательская настройка деления шага (микрошаги);
• Поддержка систем с обратной связью;
• Поддержка энкодеров с разрешением 1000 и 2500 импульсов/оборот;
• Защита от превышенного и заниженного напряжения, превышенного тока фаз и ошибок позиционирования;
• Двухцветная светодиодная индикация событий;
• Оптически изолированные порты ввода и вывода;
• Совместимость с 2-х и 4-х фазными двигателями.

Двухфазный драйвер 2HSS86 способен управлять серводвигателями типоразмеров Nema24 и Nema34, максимальный рабочий ток фазы которых не превышает 6А. Драйвер рекомендован производителем для использования с моторами: 86J1865EC, 86J1880EC, 86J1895EC, 86J18118EC, 86J18156EC. Поддерживаются двухфазные биполярные моторы, а также униполярные четырёхфазные моторы с независимыми друг от друга индуктивными обмотками.

Переключение активного фронта сигнала

DIP-переключатель SW1 предназначен для установки фронта входного сигнала в следующие положения: "OFF" - передний фронт, "ON" - задний фронт.

Направление вращения вала CW/CCW

DIP-переключатель SW2 предназначен для установки направления движения в следующих положениях: "OFF" - против часовой стрелки (CCW), "ON" - по часовой стрелке (CW).

Деление/дробление шага, режим микрошага

Дробление шага влияет на плавность движения вала и точность его позиционирования. Обычно шаговому двигателю требуется 200 шагов на полный оборот вала вокруг оси (200 х 1.8°, коэффициент 1:1). Коэффициент с увеличенным показателем задаёт количество промежуточных шагов, которые может сделать двигатель за тот же промежуток в один полный шаг. Например, коэффициент 1/256 заставляет двигатель поворачивать вал на 360° за 51200 микрошагов/импульсов. Комбинирование рычажков DIP-переключателей SW3, SW4, SW5, SW6, устанавливаемых в разные положение согласно таблице, достигается требуемое деление шага.

Примечание. ON - включен, OFF - выключен.

Дробление	Микрошаги	SW3	SW4	SW5	SW6
По умолчанию 1:1, или настраивается модулем HISU		ON	ON	ON	ON
1:4	800	OFF	ON	ON	ON
1:8	1600	ON	OFF	ON	ON
1:16	3200	OFF	OFF	ON	ON
1:32	6400	ON	ON	OFF	ON
1:64	12800	OFF	ON	OFF	ON
1:128	25600	ON	OFF	OFF	ON
1:256	51200	OFF	OFF	OFF	ON
1:5	1000	ON	ON	ON	OFF
1:10	2000	OFF	ON	ON	OFF
1:20	4000	ON	OFF	ON	OFF
1:25	5000	OFF	OFF	ON	OFF
1:40	8000	ON	ON	OFF	OFF
1:50	10000	OFF	ON	OFF	OFF
1:100	20000	ON	OFF	OFF	OFF
1:200	40000	OFF	OFF	OFF	OFF

Сигналы обратной связи драйвера

Выходы обратной связи ALM и PEND генерируют сигналы состояния для внешней управляющей системы. ALM – сигнал сигнализации при возникновении ошибки. PEND – сигнал синхронизации, активен при успешном достижении вала двигателя заданного положения.

Символика	Назначение	Примечание
PEND+	Вывод + сигнала "в позиции"
PEND-	Вывод - сигнала в "позиции"
ALM+	Вывод сигнала тревоги +
ALM-	Вывод сигнала тревоги -

Сигнальные линии основного интерфейса управления серводвигателем

Символика	Назначение	Примечание
PLS+ (PUL+)	Сигнал импульса +	Совместимо с 5В или 24В
PLS- (PUL-)	Сигнал импульса -
DIR+	Сигнал направления +	Совместимо с 5В или 24В
DIR-	Сигнал направления -
ENA+	Сигнал включения +	Совместимо с 5В или 24В
ENA-	Сигнал включения -

"PLS+, PLS-" В режиме STEP/DIR – вход сигнала STEP (срабатывание по переднему или заднему фронту сигнала, в режиме CW/CCW – вход сигнала CW (срабатывание на обоих фронтах).

"DIR+, DIR-" В режиме STEP/DIR – вход сигнала DIR (направление движения). В режиме CW/CCW – вход сигнала CCW (срабатывание на обоих фронтах).

"ENA+, ENA-" Сигнал включения драйвера ENABLE. Сигнал высокого уровня активирует драйвер, низкого - деактивирует (устанавливает запрет на управление приводом).

Порты энкодера, обратная связь сервопривода 2HSS86

Драйвером 2HSS86 поддерживаются энкодеры с рабочим напряжением +5В и выходным током не более 80мА. Граница допустимого значения ошибочного отклонения вала настраивается через HISU. Сигнальные выводы и входы питания энкодера соединяются с клеммами драйвера в соответствии с их назначением и полярностью.

Символика	Назначение	Цвета проводов
PB+	Фаза энкодера В +	Синий
PB-	Фаза энкодера В -	Белый
PA+	Фаза энкодера А +	Жёлтый
PA-	Фаза энкодера А -	Зелёный
VCC	Вывод питания (+5В, 80мА)	Красный
GND	Заземление	Чёрный

Метод подсчёта основан на обработке входящих импульсов, генерируемых четырехканальным квадратурным инкрементальным энкодером с разрешением 1000 или 2500 импульсов на один оборот. Ниже приведена схема типового подключения драйвера 2HSS86H к управляющему контроллеру.

Примечание. Напряжение VCC совместимо с 5В или 24В. К клеммам сигнальных выводов должны быть подключены сопротивления R номиналом 3-5 кОм. Цветовое обозначение соеднительных выводов мотора-энкодера у разных производителей может отличатся от варианта, представленного в схеме подключения.

Наиболее распространённые схемы коммутации шаговых моторов

Распределение портов входящего напряжения драйвера и портов выходящего напряжения питания шагового мотора, с учётом полярности подключения фаз, приведены в таблице:

Порты	Идентификатор	Маркировка	Назначение	Примечание
1	Порты подключения проводных фаз мотора	А+	Фаза А+ (красный)	Фаза мотора А
2		А-	Фаза А- (синий)
3		В+	Фаза В+ (зелёный)	Фаза мотора В
4		В-	Фаза В- (чёрный)
5	Порты входящего питания	VCC	Ввод питания +	AC 24В-70В DC 30В-100В
6		GND	Ввод питания -

Типовые схемы подключения шагового двигателя

Изображение 1 - биполярный двухфазный двигатель (четырехпроводный). Изображения 2 и 3 - униполярный четырехфазный двигатель с общими выводами для каждой пары обмоток (шестипроводный). Изображения 4 и 5 - униполярный четырехфазный двигатель с независимыми фазами (восьмипроводный).

Интерфейс последовательной связи RS232

Разъём последовательной коммуникации RS232, встроенный в драйвер 2HSS86, предназначен для подключение внешнего модуля HISU, с помощью которого предусмтаривается регулировка более 20 настроек, предустановленных производителем по умолчанию для типовых приложений.

Выводы	Назначение	Примечание
1	TXD	Линия передача данных RS232
2	RXD	Линия приёма данных RS232
4	+5В	Напряжение питания для модуля HISU
6	GND	Общий ноль

Физические размеры, мм

Документация и программное обеспечение

1. Руководство пользователя драйвером 2HSS86 JMC (PDF)
2. Приложение JmcServoStepperPcControl v2.5.1 для ПК Windows (zip-архив)