Драйвер JMC 2HSS86H гибридного сервопривода с энкодером

Двухфазный драйвер JMC 2HSS86H управления гибридным серводвигателем с энкодером

• Модель: 2HSS86H
• Входное напряжение:
  • 24-70 вольт, переменное (AC)
  • 30-100 вольт, постоянное (DC)
• Выходной ток: 6А, 20кГц, ШИМ
• Настраиваемый режим деления шага: до 1/256
• Частота импульсов управляющего сигнала, макс.: 200 кГц
• Скорость передачи данных через интерфейс RS232: 57.6 кБ/сек
• Настройка драйвера: встроенные механические переключатели, внешний модуль HISU
• Обратная связь: ток, позиция и скорость
• Температура эксплуатации: -20°С...+70°С
• Размеры: 150 х 97.5 х 53 мм
• Вес: 580 гр

Сервоприводы, состоящие из шагового серводвигателя и блока управления, довольно часто используются в промышленном оборудовании с повышенными требованиями к точности позиционирования. Драйвер 2HSS86H — это электронное устройство, интегрирующее технологию сервоуправления в систему с гибридным 2-х или 4-х фазным шаговым двигателем, имеющим в своей конструкции элемент обратной связи в виде установленного на вал оптического энкодера. Благодаря автоматическому подсчёту получаемых с энкодера импульсов, осуществляется более точный автоматический мониторинг за возможными ошибочными отклонениями вала мотора, с последующим возвратом ротора двигателя в заданное положение. Драйвер 2HSS86H принимает управляющие цифровые ШИМ-сигналы от ведущего устройства, самостоятельно распределяя рабочие ток и напряжение по электрическим обмоткам (фазам) шагового серводвигателя. Переключая в определённой последовательности напряжение на фазах и контролируя ток, драйвер заставляет вращаться вал шагового двигателя в определённом направлении и на определённый угол. Драйвер серводвигателя 2HSS86H отличается от распространённых драйверов шаговых двигателей отсутствием возможности регулировки выходного тока фазы, значение его постоянно. Интерфейс управления cервоприводом PUL/DIR/ENA (Step/Dir/Ena) на базе драйвера 2HSS86H идентичен распространённому интерфейсу управления связкой шаговый двигатель+драйвер. Требуемая скорость вращения вала достигается настройкой параметров дробления шага, в паре с изменением частоты и коэффициента заполнения импульсов цифрового сигнала на входе PLS. Детальная настройка иных предусмотренных драйвером параметров, таких как: произвольное дробление шага, скорость нарастания тока, влияющая на стабильность поведения системы, изменение коэффициента демпфирования, смягчение скорости при разгоне и торможении, установка разрешения энкодера и др, возможна с помощью отдельно приобретаемого регулировочного модуля ручной интеллектуальной настройки (Handheld Intelligent Setting Unit, HISU).

Преимущества 2HSS86H

• Без пропуска шагов, высокая точность в позиционировании;
• 100% номинальный выходной крутящий момент;
• Технология управления переменным током, высокая эффективность по току;
• Низкая вибрация, плавное и надёжное движение на низкой скорости;
• Внутренний контроль ускорения и замедления, значительное улучшение плавности запуска 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 ошибочного положения;
• Двухцветная светодиодная индикация событий;
• Оптически изолированные порты ввода и вывода;
• Совместимость с 2-х и 4-х фазными двигателями.

Двухфазный драйвер 2HSS57 способен управлять серводвигателями типоразмеров Nema34, максимальный рабочий ток фазы которых не превышает 6А (перечень совместимых моторов, выпускаемых производителем: 86J1865EC, 86J1880EC, 86J1895EC, 86J18118EC, 86J18156EC). Моторы могут быть двухфазными (биполярными) и четырехфазными (униполярными) с независимыми друг от друга индуктивными обмотками. Драйвер позволяет подключать к себе униполярные четырехфазные шаговые серводвигатели с общими выводами для каждой пары обмоток (шестипроводные).

Переключение активного фронта сигнала

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

Направление движения CW/CCW

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

Установки 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.

Линии тревоги и позиционирования

Линии обратной связи ALM и PEND передают сигналы состояния во внешний контроллер, управляющий драйвером. ALM – сигнал тревоги при возникновении ошибки. PEND – сигнал синхронизации, активен при 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 управления серводвигателем

"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 активности 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.

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:

Типовые схемы подключения шагового двигателя

Картинка 1 - биполярный двухфазный двигатель (четырехпроводный)

Картинки 2 и 3 - униполярный четырехфазный двигатель с общими выводами для каждой пары обмоток (шестипроводный)

Картинки 4 и 5 - униполярный четырехфазный двигатель с независимыми фазами (восьмипроводный)

Интерфейс последовательной связи RS232

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

Физические размеры, мм

Программное обеспечение

1. Приложение тестирования параметров гибридного шагового двигателя с обратной связью