数字式两相步进电机驱动器 驱动卡

DM542S数字式两相步进驱动器

一、产品简介

1. 概述

DM542S 是公司新推出的高性能数字式两相步进驱动器，采用32 位DSP技术，用户可以设置常用的 8 档电流以及 16 档细分，能够满足大多数场合的应用需要。低中高速运行都很平稳，噪音小。多种功能可通过外部拨码选择，极大地方便了客户的应用。

2.特点

3.应用领域

适合各种中小型自动化设备和仪器，例如：雕刻机、打标机、切割机、激光照排、绘图仪、数控机床、自动装配设备等。

二、电气、机械和环境指标

1. 电气指标

2. 使用环境及参数

3. 机械安装图

※推荐采用侧面安装，散热效果更佳，安装设计时，需要考虑接线端子大小和散热所需空间！

4. 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）建议使用时选择自动半流方式，马达停止时电流自动减一半，以减少电机和驱动器的发热；

3）安装驱动器时请采用竖着侧面安装，使散热齿形成较强的空气对流；必要时机内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、驱动器接口和接线介绍

1. 接口描述

1）控制信号接口

2）强电接口

4） 状态指示

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3 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 在 3 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：

2. 控制信号接口电路

DM542S 驱动器采用差分式接口电路可适用差分信号，单端共阴及共阳等接口，内置高速光电耦合器，允许接收长线驱动器，集电极开路和 PNP 输出电路的信号。在环境恶劣的场合，我们推荐用长线驱动器电路，抗干扰能力强。现在以集电极开路和 PNP 输出为例，接口电路示意图如下：

注意：此驱动器信号支持 5~24Vdc，无需串接电阻 。

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，如下图所示：

注释：1）t1：ENA（使能信号）应提前 DIR 至少 5ms，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. 接线要求

1）为了防止驱动器受干扰，建议控制信号采用屏蔽电缆线，并且屏蔽层与地线短接，除特殊要求外，控制信号电缆的屏蔽线单端接地：屏蔽线的上位机一端接地，屏蔽线的驱动器一端悬空。同一机器内只允许在同一点接地，如果不是真实接地线，可能干扰严重，此时屏蔽层不接。

2）脉冲和方向信号线与电机线不允许并排包扎在一起，最好分开至少10cm以上，否则电机噪声容易干扰脉冲方向信号引起电机定位不准，系统不稳定等故障。

3）如果一个电源供多台驱动器，应在电源处采取并联连接，不允许先到一台再到另一台链状式连接。

4）严禁带电拔插驱动器电机和电源端子，带电的电机停止时仍有大电流流过线圈，拔插电机和电源端子将导致巨大的瞬间感生电动势将烧坏驱动器。

5）严禁将导线头加锡后接入接线端子，否则可能因接触电阻变大而过热损坏端子。

6）接线线头不能裸露在端子外，以防意外短路而损坏驱动器。

四、电流、细分拨码开关等参数设置

DM542S 驱动器采用八位拨码开关设定细分精度、动态电流、静止半流以及实现电机参数和内部调节参数的自整定。详细描述如下：

1．电流设定

1）工作（动态）电流设定

2） 静止（静态）电流设定

SW4 设置静止电流：

SW4=off：（出厂默认）驱动器停止接收脉冲约 0.4 秒后，输出电流为峰值的 50%（设置半流，在某些应用场合可以降低驱动器和电机的发热）；

SW4=on：驱动器输出电流在电机静止时为峰值的 90%

2.细分设定(全 on 为 200)

3. 3.指令滤波、微细分设置

4. 自测设置

SW11 设置自整定：

SW11=off：电机上电自整定（出厂默认）；

SW11=on：电机上电不自整定，采用默认参数。

5. 报警输出阻态设置

SW12 设置报警输出阻态：

SW12=off：正常工作情况下，报警输出为低阻态（导通状态）（出厂默认），当驱动器发生报警时，报警输出为高阻（非导通状态）；

SW12=on：正常工作情况下，报警输出为高阻态（非导通状态），当驱动器发生报警时，报警输出为低阻（导通状态）。

注意：报警输出阻态设置根据客户实际要求设置。

6.脉冲有效沿设置

SW13 设置脉冲有效沿：

SW13=off：脉冲上升沿有效（出厂默认）；

SW13=on：脉冲下降沿有效。

7.脉冲模式设置

SW14 设置脉冲模式：

SW14=off：设置为单脉冲模式（出厂默认）；

SW14=on：设置为双脉冲模式。

8.使能锁轴设置

SW15 设置非使能时电机状态：

SW15=off：当驱动器非使能时，不响应脉冲，无电流输出，电机不锁（出厂默认）；

SW15=on：当驱动器非使能时，不响应脉冲，有电流输出，电机锁定。

9.自运行设置

SW16 设置自检测：

SW16=off：关闭自检测（出厂默认）；

SW16=on：电机以 0.2R/S 的速度，正转一圈，反转一圈，一直循环。

五、供电电源选择

电源电压在 DC20V-50V 之间都可以正常工作，DM542S 驱动器最好采用非稳压型直流电源供电，也可以采用变压器降压＋桥式整流＋电容滤波。建议用户使用 24V-48V 直流供电，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）接线时要注意电源正负极切勿反接；

2）最好用非稳压型电源；

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。

六、电机选配

DM542S 可以用来驱动 4、6、8 线的两相、四相混合式步进电机，步距角为 1.8 度和 0.9度。选择电机时主要由电机的扭矩和额定电流决定。扭矩大小主要由电机尺寸决定。尺寸大的电机扭矩较大；而电流大小主要与电感有关，小电感电机高速性能好，但电流较大。

1.电机选配

1）确定负载转矩，传动比工作转速范围

2）电机输出转矩由哪些因素决定

对于给定的步进电机和线圈接法，输出扭矩有以下特点：

●电机实际电流越大，输出转矩越大，但电机铜损（P=I2R）越多，电机发热偏多；

●驱动器供电电压越高，电机高速扭矩越大；

●由步进电机的矩频特性图可知，高速比中低速扭矩小。

2.电机接线

对于 6、8 线步进电机，不同线圈的接法电机性能有相当大的差别，如下图所述：

3.输入电压和输出电流的选用

1）供电电压的设定

一般来说，供电电压越高，电机高速时力矩越大。越能避免高速时掉步。但另一方面，电压太高会导致过压保护，电机发热较多，甚至可能损坏驱动器。在高电压下工作时，电机低速运动的振动会大一些。

2）输出电流的设定值

对于同一电机，电流设定值越大时，电机输出力矩越大，但电流大时电机和驱动器的发热也比较严重。具体发热量的大小不仅与电流设定值有关，也与运动类型及停留时间有关。以下的设定方式采用步进电机额定电流值作为参考，但实际应用中的最佳值应在此基础上调整。原则上如温度很低（<40℃）则可视需要适当加大电流设定值以增加电机输出功率（力矩和高速响应）。

●四线电机：输出电流设成等于或略小于电机额定电流值；

●六线电机高力矩模式：输出电流设成电机单极性接法额定电流的 50%；

●六线电机高速模式：输出电流设成电机单极性接法额定电流的 100%；

●八线电机串联接法：输出电流可设成电机单极性接法额定电流的 70%；

●八线电机并联接法：输出电流可设成电机单极性接法额定电流的 140%。

△注意：电流设定后请运转电机 15-30 分钟，如电机温升太高（>70℃），则应降低电流设定值。所以，一般情况是把电流设成电机长期工作时出现温热但不过热时的数值。

七、典型接线案例

DM542S 配 57 系列电机串联，并联接法（若电机转向与期望转向不同时，仅交换 A+、A－的位置即可），DM542S 驱动器能驱动四线、六线或八线的两相/四相电机。下图是 DM542S 配 57HS13步进电机的典型接法：

注意：1）不同的电机对应的颜色不一样，使用时以电机资料说明为准，如 57 与 86 型电机线颜色是有差别的。

2）相是相对的，但不同相的绕组不能接在驱动器同一相的端子上（A+、A-为一相，B+、B- 为另一相），雷赛 57HS13 电机引线定义、串、并联接法如图 7 所示。

3）DM542S 驱动器只能驱动两相混合式步进电机，不能驱动三相和五相步进电机。

4）判断步进电机串联或并联接法正确与否的方法：在不接入驱动器的条件下用手直接转动电机的轴，如果能轻松均匀地转动则说明接线正确，如果遇到阻力较大和不均匀并伴有一定的声音说明接线错误。

八、保护功能

1） 短路保护当发生相间短路或驱动器内部过流时，驱动器红灯闪亮1 次，且在3 秒内反复闪亮。此时必须重新上电复位，才能排出故障。

2） 过压保护DM542S 当输入电压高于 60V 时驱动器驱动器红灯闪亮2 次，且在3 秒内反复闪亮。此时必须重新上电复位，才能排出故障。

注意：由于驱动器不具备电源正负极反接保护功能，因此，上电前请再次确认电源正负极接线正确。正负极接反将导致烧坏驱动器中的保险管！

九、常见问题

1.应用中常见问题和处理方法

2.用户常见问题解答

1）何为步进电机和步进驱动器？

步进电机是一种专门用于速度和位置精确控制的特种电机，它旋转是以固定的角度（称为“步距角"）一步一步运行的，故称步进电机。其特点是没有累积误差，接收到控制器发来的每一个脉冲信号，在驱动器的推动下电机运转一个固定的角度，所以广泛应用于各种开环控制。步进驱动器是一种能使步进电机运行的功率放大器，能把控制器发来的脉冲信号转化为步进电机的功率信号，电机的转速与脉冲频率成正比，所以控制脉冲频率可以精确调速，控制脉冲数就可以精确定位。

2）何为驱动器的细分？

步进电机的转速与脉冲频率的关系是什么？步进电机由于自身*结构决定，出厂时都注明“电机固有步距角"（如0.9°/1.8°，表示半步工作每走一步转过的角度为 0.9°，整步时为 1.8°）。但在很多精密控制和场合，整步的角度太大，影响控制精度，同时振动太大，所以要求分很多步走完一个电机固有步距角，这就是所谓的细分驱动，能够实现此功能的电子装置称为细分驱动器。

3）细分驱动器有何优点？

●因减少每一步所走过的步距角，提高了步距均匀度，因此可以提高控制精度。

●可以大大地减少电机振动，低频振荡是步进电机的固有特性，用细分是消除它的最好方法。

●可以有效地减少转矩脉动，提高输出转矩。以上这些优点普遍被用户认可，并给他们带来实惠，所以建议您最好选用细分驱动器。

4）为什么我的电机只朝一个方向运转？

●可能方向信号太弱，或接线极性错，或信号电压太高烧坏方向限流电阻。

●脉冲模式不匹配，信号是脉冲/方向，驱动器必须设置为此模式；若信号是CW/CCW（双脉冲模式），驱动器则必须也是此模式，否则电机只朝一个方向运转。

DM542S数字式两相步进电机驱动器 驱动卡

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