DY3系列三相混合式步进电机驱动器
DY3系列三相混合式步进电机驱动器(用户手册)ZW
一、型号说明：12=1.2A，13=1.3A，24=2.4A二、性能简介混合式步进电机采用稀土永磁材料制造，与反应式步进电机相比具有电磁损耗小、转换效率高、动态特性好等优点。
混合步进电机的电磁静力短为电机阻尼。
取消了反应式电机的机械阻尼盘，无需人工调整，运行平稳、噪音小、不易失步。
混合式步进电机取代反应式电机是经济型数控系统的发展趋势。
我厂研制的DY3系列三相混合式步进电机驱动电源，具有以下特点：*技术新：应用微电子技术，将单片机嵌入驱动器，使控制性能提高，电路简化；功放采用三菱公司智能模块（I PM），具备过载、短路、过压、欠压、过热等完善保护功能，可靠性极高；驱动器低压直流电源应用开关电源技术，使电源电路体积小，稳定可靠。
*微步距：运用矢量细分技术，可控制步进电机转过的最小角度为电机步距角的1/20（0.003°）。
微步距控制可使步进电机低速运行平稳，其运行效果接近交流伺服。
微步距驱动器与μm（0.001mm）级CN C控制系配套.可使数控机床的最小移动量控制接近μm,对加工弧面、锥面、螺纹等工件，能明显提高工件表面的精细效果。
*高转矩步进电机输出转矩与注入电流成正比，高速运转时注入电流大小与驱动器功放级使用的电压成正比，目前大部分步进电机驱动器功放级。
由于技术限制，所使用的电压在DC150伏以下，而DY3步进电机驱动器功放级的电压达到DC310V，因而驱动步进电机高速运转时仍然有高转矩输出。
*高可靠性控制部分集成度高、功放级采用三菱公司的智能模块，整机结构紧凑、电路简练、接插件少、机外风冷散热设计可减少粉尘侵入机，设有超温、过压、欠压、保护、报警信号输出。
三、技术参数四、工作原理当电机三相绕组通入正弦波电流（三相电流相位差为120°）时，该电流在电机的气隙中产生一个空间幅值恒定的旋转磁势，该空间磁势的大小和方向与各相的电流的顺序和大小有关，并且要求驱动系统在电机绕组中的电流为双向的分级变化的阶梯波（当分级数无限增加时，电流波将形成正弦波），各相电流之间的相位差为120°。
步进电机的应用—三相混合式步进电机驱动器使用说明书
三相混合式步进电机驱动器使用说明书１.特点★AC80～220V交流供电，能适应恶劣的电网环境★双极恒相流细分驱动★最大输出驱动电流6A/相（有效值，峰值达8A）★最大30000步/转的十六种细分模式可★过压、过流保护★输入信号光电隔离★可适应共阳、共阴、单/双脉冲多种模式★脱机保持功能★提供节能的自动半电流锁定功能2.性能指标供电电源80V～220VAC，容量0.8KVA输出电流有效值6A/相（峰值可达8A）（输出电流可由面板拨码开关设定）驱动方式恒相流PWM控制励磁方式400步/转，500步/转，600步/转，750步/转，1000步/转1500步/转，2000步/转，2500步/转，3000步/转，3750步/转5000步/转，6000步/转，7500步/转，10000步/转，15000步/转30000步/转绝缘电阻在常温常压下＞500MΩ绝缘强度在常温常压下1KV，1分钟3.使用环境及参数冷却方式强制风冷使用环境场合尽量避免粉尘、油雾及腐蚀性气体温度0℃~+50℃湿度＜80%RH，无凝露，无结霜震动 5.9m/s2Max保存温度-20℃~+65℃外形尺寸187×116×81mm重量 1.3Kg4.功能及使用★电源电压驱动器内部的开关电源设计保证了其可以适应较宽的电压范围，推荐使用80～220VAC，提高电压对提高电机的高速力矩有效，但是同时会加大运行噪音。
由于电机电磁感应回导致电机外壳生出一定的电荷，为确保使用者安全，请务必使用线径2mm2以上的机壳保护线和驱动器的机壳接地端子与保护大地可靠连接，并采用隔离变压器为驱动器供电★输出电流选择本驱动器采用双极恒流方式，最大输出电流值为6A/相（有效值），通过驱动器侧板第7，8四位开关的不同组合可以方便的选择4种电流值，从2A到6A（详见电流选择表），（注意：这里所说的电流是指驱动器每相输出电流的有效值，使用串电流表的方式不能得到正确的读数。
DY3系列三相混合式步进电机驱动器(用户手册)ZW汇总.doc汇总.doc
一、型号说明：12=1.2A，13=1.3A，24=2.4A二、性能简介混合式步进电机采用稀土永磁材料制造，与反应式步进电机相比具有电磁损耗小、转换效率高、动态特性好等优点。
混合步进电机的电磁静力短为电机阻尼。
取消了反应式电机的机械阻尼盘，无需人工调整，运行平稳、噪音小、不易失步。
混合式步进电机取代反应式电机是经济型数控系统的发展趋势。
我厂研制的D Y3系列三相混合式步进电机驱动电源，具有以下特点：*技术新：应用微电子技术，将单片机嵌入驱动器内，使控制性能提高，电路简化；功放采用三菱公司智能模块（IP M），具备过载、短路、过压、欠压、过热等完善保护功能，可靠性极高；驱动器内低压直流电源应用开关电源技术，使电源电路体积小，稳定可靠。
*微步距：运用矢量细分技术，可控制步进电机转过的最小角度为电机步距角的1/20（0.003°）。
微步距控制可使步进电机低速运行平稳，其运行效果接近交流伺服。
微步距驱动器与μm（0.001m m）级C N C控制系配套.可使数控机床的最小移动量控制接近μm,对加工弧面、锥面、螺纹等工件，能明显提高工件表面的精细效果。
*高转矩步进电机输出转矩与注入电流成正比，高速运转时注入电流大小与驱动器功放级使用的电压成正比，目前大部分步进电机驱动器功放级。
由于技术限制，所使用的电压在DC150伏以下，而D Y3步进电机驱动器功放级的电压达到DC310V，因而驱动步进电机高速运转时仍然有高转矩输出。
*高可靠性控制部分集成度高、功放级采用三菱公司的智能模块，整机结构紧凑、电路简练、接插件少、机外风冷散热设计可减少粉尘侵入机内，设有超温、过压、欠压、保护、报警信号输出。
三、技术参数四、工作原理当电机三相绕组通入正弦波电流（三相电流相位差为120°）时，该电流在电机的气隙中产生一个空间幅值恒定的旋转磁势，该空间磁势的大小和方向与各相的电流的顺序和大小有关，并且要求驱动系统在电机绕组中的电流为双向的分级变化的阶梯波（当分级数无限增加时，电流波将形成正弦波），各相电流之间的相位差为120°。
DY3E系列三相混合式步进电机驱动器使用手册(EV1.3)详解
输入电源
AC220V-15%~+10% 50 Hz /60Hz3A（Max）
输出相电流
相电流有效值不大于4.5A
适配电机
三相混合式步进电机（步距角0.6°）
工作环境
0℃~45℃10%~85%RH、不结露。
无腐蚀性、易燃、易爆、导电性气体、液体和粉尘。
存放环境
-20℃~80℃10%~85%RH、不结露。
驱动方式
SPWM（正弦脉宽调制）恒流斩波，三相正弦波电流输出。
步距角
可由用户设定：0.030°、0.036°、0.045°、0.060°、0.072°、0.075°、0.090°、0.120°、0.144°、0.900°、0.300°、0.360°、0.450°、0.600°、0.720°、0.750°
高转矩
步进电机输出转矩与注入电流成正比，高速运转时注入电流大小与驱动器功放级使用的电压成正比，目前大部分步进电机驱动器功放级。由于技术限制，所使用的电压在DC150伏以下，而DY3E步进电机驱动器功放级的电压达到DC310V，因而驱动步进电机高速运转时仍然有高转矩输出。
高可靠性
控制部分集成度高、功放级采用三菱公司的新型智能模块，整机结构紧凑、电路简练、接插件少、机外风冷散热设计可减少粉尘侵入机内，设有超温、过压、欠压、保护、报警信号输出。
现场技术支持服务
如果您遇到通过电话不能解决的问题，您可以获得现场支持的服务，广州数控设备有限公司将授权技术支持工程师到现场帮您解决技术问题。
前言
尊敬的客户：
对您惠顾选用广州数控设备有限公司（GSK）的DY3E系列三相混合式步进电机驱动器,我们深感荣幸!
使用手册提供了使用该驱动器的有关内容及注意事项。
公司主要产品有：GSK系列车床、铣床、加工中心数控系统，DA98、DA98A、DA98B、DA98D系列全数字式交流伺服驱动单元，DY3E系列混合式步进电机驱动器，DS3系列双轴混合式步进电机驱动器，DF3系列反应式步进电机驱动器，GSK SJT系列交流伺服电动机，CT-L数控滑台等数控设备与装置。产品全面贯彻现行的国家标准（国际标准）、行业标准以及作为完善补充的企业标准（或企业内控标准），广州数控设备有限公司拥有雄厚的技术开发力量及完善的生产及质量保障体系，以稳定可靠的产品质量满足广大用户的需求。公司健全完善的服务机制与在国内多个省市及国外设立的十几个服务办事处，可保证在24～48小时内提供快捷便利的技术支持和服务。“优异的产品、卓越的服务”成就了广州数控辉煌的今天，广数人以“打造百年企业、铸就金质品牌”作为企业的经营理念，为打造中国南方的数控产业基地、推动民族数控产业而不懈努力。
DY3E系列三相混合式步进电机驱动器使用手册(EV13)
电源输入交流220V，并从L、N端并联到r、t端。
步进电机内部线圈接成星型，电机的三个引出线可任意接至U、V、W。若发现电机旋转方向错误应先关掉电源，再任意调换2个电机线的接头位置。
3）状态指示灯
黄色报警灯ALM，ALM亮时驱动器报警。4个绿灯：RDY驱动器为准备好指示灯，此灯亮时表示工作正常；A、B、C六个灯表示脉冲输入状态，开机初始状态为两个轴前一次掉电前的状态。A、B、C共有8种状态指示，使用时，可根据未加工前在程序零点时与加工后回程序零点后A、B、C的状态是否相同，来判断加工过程是否失步。
按目前的电子技术，正弦电流的阶梯数可以分得很多，理论上电机每转的步数可以很高，这就是细分技术，但经过理论分析及大量的实验证明：如果细分数超过10，电机带负载后，就会产生跳步和失步现象。所以细分数超过10没有实际意义。目前仅仅三相正弦电流细分技术能保证细分后电机输出扭矩不下降，而且每一步都能精确定位。
图1
1）信号接口
信号接线见下表
引脚
端子名
信号说明
1
CP+
脉冲信号（正端）输入
9
CP-
脉冲信号（负端）输入
2
DIR+
方向电平信号（正端）输入
10
DIR-
方向电平信号（负端）输入
3
EN+
使能信号（正端）输入
11
EN-
使能信号（负端）输入
6
RDY1
准备好信号
14
RDY2
准备好信号
注：DY3E工作正常时6和14脚内部接通；报警时6和14脚断开。
5V、5 mA ~10mA，12V时串入1K电阻，24V时串入2.2K电阻。
输入回路有电流时输入有效。
DY3系列三相混合式步进电机驱动器
一、型号说明：12=，13=，24=二、性能简介混合式步进电机采用稀土永磁材料制造，与反应式步进电机相比具有电磁损耗小、转换效率高、动态特性好等优点。
混合步进电机的电磁静力短为电机阻尼。
取消了反应式电机的机械阻尼盘，无需人工调整，运行平稳、噪音小、不易失步。
混合式步进电机取代反应式电机是经济型数控系统的发展趋势。
我厂研制的DY3系列三相混合式步进电机驱动电源，具有以下特点：*技术新：应用微电子技术，将单片机嵌入驱动器内，使控制性能提高，电路简化；功放采用三菱公司智能模块（I P M），具备过载、短路、过压、欠压、过热等完善保护功能，可靠性极高；驱动器内低压直流电源应用开关电源技术，使电源电路体积小，稳定可靠。
*微步距：运用矢量细分技术，可控制步进电机转过的最小角度为电机步距角的1/20（°）。
微步距控制可使步进电机低速运行平稳，其运行效果接近交流伺服。
微步距驱动器与μm（）级CN C控制系配套.可使数控机床的最小移动量控制接近μm,对加工弧面、锥面、螺纹等工件，能明显提高工件表面的精细效果。
*高转矩步进电机输出转矩与注入电流成正比，高速运转时注入电流大小与驱动器功放级使用的电压成正比，目前大部分步进电机驱动器功放级。
由于技术限制，所使用的电压在DC150伏以下，而DY3步进电机驱动器功放级的电压达到DC310V，因而驱动步进电机高速运转时仍然有高转矩输出。
*高可靠性控制部分集成度高、功放级采用三菱公司的智能模块，整机结构紧凑、电路简练、接插件少、机外风冷散热设计可减少粉尘侵入机内，设有超温、过压、欠压、保护、报警信号输出。
三、技术参数四、工作原理当电机三相绕组通入正弦波电流（三相电流相位差为120°）时，该电流在电机的气隙中产生一个空间幅值恒定的旋转磁势，该空间磁势的大小和方向与各相的电流的顺序和大小有关，并且要求驱动系统在电机绕组中的电流为双向的分级变化的阶梯波（当分级数无限增加时，电流波将形成正弦波），各相电流之间的相位差为120°。
DY3E系列三相混合式步进电机驱动器使用手册(EV13)
输入电源
AC220V-15%~+10% 50 Hz /60Hz 3A（Max）
输出相电流
相电流有效值不大于4.5A
适配电机
三相混合式步进电机（步距角0.6°）
工作环境
0℃~45℃10%~85%RH、不结露。
无腐蚀性、易燃、易爆、导电性气体、液体和粉尘。
存放环境
-20℃~80℃10%~85%RH、不结露。
驱动方式
SPWM（正弦脉宽调制）恒流斩波，三相正弦波电流输出。
步距角
可由用户设定：0.030°、0.036°、0.045°、0.060°、0.072°、0.075°、0.090°、0.120°、0.144°、0.900°、0.300°、0.360°、0.450°、0.600°、0.720°、0.750°
公司简介
广州数控（GSK）——广州数控设备有限公司，目前中国数控系统产销量最大的企业，中国南方的数控产业基地，国家863《中档数控系统产业化支撑技术》重点项目承担企业，广东省20家重点装备制造企业之一。十几年来致力于专业研发、设计及制造机床数控系统（数控装置、驱动单元与伺服电机）等产品，推进数控机床普及化，开展数控机床贸易，现已发展成为一家集科、教、工、贸于一体的大型高新技术企业。公司现有员工1400多名，其中博士4名、硕士研究生50多名，工程技术人员500多名，其中高级职称50多名。GSK系列产品以高的性能价格比畅销全国，远销东南亚。2000年至2006年，市场占有率连续七年全国第一，产品产销量连续七年居国内同行业首位，为全国最大的机床数控系统生产基地。
对应电机
每转脉冲
12000、10000、8000、6000、5000、4800、4000、3000、2500、400、1200、1000、800、600、500、480
三相混合式步进电机驱动器的设计原理和控制详解
上海昀研自动化科技有限公司自2004年起致力于三相混合式步进电机及驱动器的开发，42系列低压三相混合式步进电机，57系列低压、高压三相混合式步进电机，86系列低压、高压三相混合式步进电机，110、130系列高压三相混合式步进电机，YK3605MA，TK3411MA，YK3822MA，YKA3722MA等多款产品已成功应用于市场。
上海昀研自动化科技有限公司生产的三相混合式步进电机采用交流伺服原理工作，转子和定子的直径比高达50%，高速时工作扭矩大，低速时运行极其平稳，几乎无共振区。
其配套驱动器YK3822MA具有单相220V/50Hz输入，三相正弦输出，输出电流可设置，具有十细分和半流额定值60%功能；控制方式灵活，有“脉冲+方向控制”，也有“正转脉冲+反转脉冲”控制方式；有过热保护功能，因此使用起来十分的方便。
1．前言步进电机是一种开环伺服运动系统执行元件，以脉冲方式进行控制，输出角位移。
与交流伺服电机及直流伺服电机相比，其突出优点就是价格低廉，并且无积累误差。
但是，步进电机运行存在许多不足之处，如低频振荡、噪声大、分辨率不高等，又严重制约了步进电机的应用范围。
步进电机的运行性能与它的驱动器有密切的联系，可以通过驱动技术的改进来克服步进电机的缺点。
相对于其他的驱动方式，细分驱动方式不仅可以减小步进电机的步距角，提高分辨率，而且可以减少或消除低频振动，使电机运行更加平稳均匀。
总体来说，细分驱动的控制效果最好。
因为常用低端步进电机伺服系统没有编码器反馈，所以随着电机速度的升高其内部控制电流相应减小，从而造成丢步现象。
所以在速度和精度要求不高的领域，其应用非常广泛。
因为三相混合式步进电机比二相步进电机有更好的低速平稳性及输出力矩，所以三相混合式步进电机比二相步进电机有更好应用前景。
传统的三相混合式步进电机控制方法都是以硬件比较器完成，本文主要讲述使用DSP及空间矢量算法SVPWM来实现三相混合式步进电机控制。
三相混合式步进电机驱动器的设计
１ ． 引 言
三 相 混 合 式 步 进 电 机 驱 动 器 的 主 要 目标 是 控制 步 进 电机 的旋转 位 置 ，在 传 统 的控 制 中 ，对 于 步进 电机控 制位 置 角 的控 制 主要 由转 子 齿 数 以及 定子 极 对数 决 定 ， 但是 随 着 电力 电子控 制 技术 的进步 ， 以及 工业 控 制对 于 位 置控 制 的精 度 要求 不 断地 提 高 ，提 出 了对 原 有混 合 式步 进 电机 电流 再 细 分 的控 制 ，这 样 可使 得 电流 空 间 转角 的步 进 大大 减 小 ，达 到 控制 转 子转 角 （ 位 置 ）的 目的 。为 了完 成 这项 任 务 ，在 设 计
＋
啪 。
图１接收信号图
Ｉ ｎ Ｒ ４ ３
３ Ｋ＂ － Ｌ ｔ ， ｚ ｌ 蚰
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’ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
４ ７ ０ Ｋ
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图２输入细分数和电机 电流设定电路
图６信号调制 电路
２ ２ ０ ｕ Ｆ ／ ２
Ｉ Ｎ ４ ０ ０ ７
一 ’
过流或欠 压 反馈信号
８ Ｖ Ｓ ３ ７
０ ０ ｎ Ｆ
Ｃ ８
６ Ｌ Ｏ １
１ Ｏ Ｋ
超过５ ＾ 报警
Ｉ Ｎ ４ １ ４ ８ Ｒ ５ ３
Ｉ Ｏ Ｍ
图４ 三角波发生电路图
图５载波波形图
图７驱动 电路 图
这 样 就可 以通 过改 变开 关 电 阻就 能 决 定输 出参考 电压 。 ３ ． 信号调理 电路 信 号调理 电路是根 据参考 电压 以及从 电 机Ａ 、Ｂ 相处 电流传感器得到的 电流信号做Ｐ Ｉ Ｄ 控制输 出三相控制信 号 ，三相 控制 电压 与载 波信 号 （ 三角波调制 ） 产生三 路Ｐ ｗ Ｍ 信号 。Ｐ ｗ Ｍ 信号 再通过非 门产生三相低侧 信号 ，这样 就 产生 了六路信号提供给驱动 电路 。 ３ ． １三 角波发 生 电路 在 电路 中 一般 原理 都 是使 用 运 放产 生 载 波从 而生成Ｐ ｗ Ｍ 波 ，本 电路 中使 用的是 两 块 运放 形成 闭环反 馈得 到的Ｐ Ｗ Ｍ 波 ，调整 波 形 偏置 电路如 图４ 所示 。 信 号起 振 原理 如下 ：当左 侧 ｌ Ｏ 脚 电平 高 于９ 脚 电平 时 ，８ 脚输 出 电压为 高 电平 。 １ Ｎ ４ ７ ３ ９ 为１ ２ Ｖ 稳压 管输 出电压 稳在 １ ２ Ｖ ，而 Ｒ ４ ９ 、Ｃ ２ ４ 和 图右侧 运 放 构成 积分 电路 ； 当 电压 下 降￣ ｊ ｔ － Ｖ ｏ ｕ ｔ ，使 得 １ ０ 脚 的 电平 低 于９ 脚 这 时输 出 电压 为 负 电平 ，这时 输 出 电压 为 在一１ ２ Ｖ 。这 时积 分 电路 充 电 ， ｌ ４ ５ ５电平 升 高 ，当 输 出 电平到 达 Ｙ ｏ ｕ ｔ 时 ， 电平又 反 转 。载波 实际波形 如 图５ 所示。
国产数控系统
在数控系统方面，20世纪80年代初，国内先后从日本、 美国等国引进了一些CNC装置及主轴、伺服系统的生 产技术，并陆续投入了批量生产，从而结束了数控机 床发展徘徊不前的局面，推动了数控机床的发展。80 年代至90年代初北京机床研究所先后引进日本 FANUC的3、5、7、6系统进行消化吸收，与FANUC 合资生产的各类型数控系统最高年产量已达500套。 东方西门子集团引进德国西门子的3系统、810和820 系统。到20世纪90年代初，国内的数控机床及数控系 统的生产具有了一定的规模，但前进中的数控机床产 业正面临十分严峻的形势。
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4．主轴驱动系统
现代数控机床对主轴驱动系统提出了更高的要求，其 中有很高的主轴转速和很宽的无级调速范围等，为满足 上述要求，现在绝大多数数控机床均采用鼠笼式感应交 流异步电动机配矢量变换变频调速的主轴驱动系统，驱 动器如图3-8所示。HSV-18S全数字交流主轴驱动单元是 武汉华中数控股份有限公司继HSV-20S系列交流主轴驱动 单元后推出的新一代高压交流主轴驱动产品。该驱动单 元采用AC380V电源输入。HSV-18S全数字交流主轴驱动单 元采用专用运动控制数字信号处理器（DSP）、大规模现 场可编程逻辑阵列（FPGA）和智能化功率模块（IPM）等 当今最新技术设计，具有025A、050A多种规格，具有很 宽的功率选择范围。可以根据要求选配不同规格驱动单 元和交流伺服主轴电机。
(3) JOG控制方式：此种方式是HSV-16系列伺服驱动单 元通过按键（而无须外部指令）操作使驱动单元驱动 电机运动，给用户提供的一种测试伺服驱动系数统安 装、连接是否正确的运行方式。
(4) 内部速度控制方式：HSV-16系列伺服驱动单元在 内部速度控制的方式下，可根据伺服驱动单元内部设 定的速度运行。
三相步进驱动器工作原理
三相步进驱动器的工作原理是将步进电机与驱动器集成在一起，通过控制电机的相电流来驱动电机转动。
步进电机是一种将脉冲信号转化为角位移的执行机构，其工作原理是依靠电机内部的多个相绕组的依次通电或断电，使电机按照一定的方向和步距角转动。
三相步进驱动器通过接收控制器发出的脉冲信号，将脉冲信号转化为驱动电机的相电流。
当某一相绕组得电时，电机内部的磁场产生力矩，使电机转动一定的角度。
当连续控制电机各相的通电状态，电机就会按照设定的步距角转动。
细分驱动是步进驱动器的一种重要技术，它通过精确控制电机的相电流来提高电机的输出转矩和降低步进电机的振动和噪音。
细分驱动的基本原理是将每个步进角分成若干个更小的步距角，例如原来每步走1.8°，采用10细分后，每步只走
0.18°。
通过细分，电机的输出转矩更加平稳，减少了振动和噪音，同时提高了控制精度。
总之，三相步进驱动器通过控制电机的相电流来实现电机的精确控制，细分技术的应用使得电机的性能得到质的飞跃。
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三相混合式步进电机驱动器的设计原理和控制详解
三相混合式步进电机驱动器的设计原理和控制详解
设计原理：
三相混合式步进电机驱动器由电源、驱动电路和步进电机组成。
电源提供电流和电压给驱动电路，驱动电路控制步进电机的转动。
当接通电源后，驱动电路会根据输入的控制信号来控制电流的方向和大小，进而驱动步进电机的转动。
控制过程：
1.电源供电：将电源与驱动电路连接，给驱动电路提供电流和电压。
2.信号输入：通过外部控制器输入控制信号，可以使用开关、计算机等设备进行输入。
3.输出控制信号：根据输入的控制信号，驱动电路会根据信号的高低电平来确定电流的方向和大小，控制步进电机的转动。
4.驱动电机转动：驱动电路会控制三相电流进行相序交替流动，通过电流的大小和方向控制步进电机的转动角度。
5.反馈信号检测：在驱动过程中，可以通过传感器等设备采集步进电机的位置信息，反馈给控制器进行闭环控制。
6.控制调节：根据反馈信号对控制信号进行调节，实现更精确的控制和定位。
总结：
三相混合式步进电机驱动器的设计原理和控制过程主要是通过控制电流的方向和大小来驱动步进电机的转动。
整个过程需要电源供电、控制信
号输入、驱动电流输出、反馈信号检测和控制调节等步骤。
这种驱动器具有结构简单、控制精度高等优点，在自动化控制领域有广泛的应用。
dy3a
有效值
"
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产品标志
电机驱动器
混合式步进电机采用稀土永磁材料制造 与反应式步进电机相比具有电磁 损耗小 转换效率高 动态特性好等优点 混合步进电机的电磁静力矩为电机阻 无需人工调整 运行平稳 噪音小 不易 尼 ,取 消 了 反 应 式 电 机 的 机 械 阻 尼 盘 失步 混合式步进电机取代反应式电机是经济型数控系统的发展趋势 我 厂 研 制 的 系 列 三 相 混 合 式 步 进 电 机 驱 动 电 源 具有以下特点
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驱 动 器 外 型 及 安 装 尺 寸 见 <图 一 >
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驱 动 器 为 单 台 轴 包 装 开 箱 后 请 按 装 箱 单 核 对 驱 动 型 号 编 号 说明书 合格证附件等 如发现与装箱单不符请及时和我厂联系 检查驱动器有无机箱变型 部件破损等异常情况 如有异常 请确认不影响 使用后再安装 或与我厂联系 防护妥善的电柜内 驱 动 器 应 安 装 在 通 风 良 好 请按 图一 中推荐的空间间距安装 为保证驱动器散热
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三相混合式步进电机原理
三相混合式步进电机驱动器的设计原理和控制详解1．前言步进电机是一种开环伺服运动系统执行元件，以脉冲方式进行控制，输出角位移。
与交流伺服电机及直流伺服电机相比，其突出优点就是价格低廉，并且无积累误差。
但是，步进电机运行存在许多不足之处，如低频振荡、噪声大、分辨率不高等，又严重制约了步进电机的应用范围。
步进电机的运行性能与它的驱动器有密切的联系，可以通过驱动技术的改进来克服步进电机的缺点。
相对于其他的驱动方式，细分驱动方式不仅可以减小步进电机的步距角，提高分辨率，而且可以减少或消除低频振动，使电机运行更加平稳均匀。
总体来说，细分驱动的控制效果最好。
因为常用低端步进电机伺服系统没有编码器反馈，所以随着电机速度的升高其内部控制电流相应减小，从而造成丢步现象。
所以在速度和精度要求不高的领域，其应用非常广泛。
因为三相混合式步进电机比二相步进电机有更好的低速平稳性及输出力矩，所以三相混合式步进电机比二相步进电机有更好应用前景。
传统的三相混合式步进电机控制方法都是以硬件比较器完成，本文主要讲述使用DSP及空间矢量算法SVPWM来实现三相混合式步进电机控制。
2．细分原理步进电机的细分控制从本质上讲是通过对步进电机的定子绕组中电流的控制，使步进电机内部的合成磁场按某种要求变化，从而实现步进电机步距角的细分。
最佳的细分方式是恒转矩等步距角的细分。
一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量的之间的夹角大小决定了步距角的大小。
在电机内产生接近均匀的圆形旋转磁场，各相绕组的合成磁场矢量，即各相绕组电流的合成矢量应在空间作幅值恒定的旋转运动，这就需要在各相绕相中通以正弦电流。
三相混合式步进电机的工作原理十分类似于交流永磁同步伺服电机。
其转子上所用永磁磁铁同样是具有高磁密特性的稀土永磁材料，所以在转子上产生的感应电流对转子磁场的影响可忽略不计。
在结构上，它相当于一种多极对数的交流永磁同步电机。
由于输入是三相正弦电流，因此产生的空间磁场呈圆形分布，而且可以用永磁式同步电机的结构模型（图1）分析三相混合式步进电机的转矩特性。
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一、型号说明
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二、性能简介
混合式步进电机采用稀土永磁材料制造，与反应式步进电机相比具有电磁损耗小、转换效率高、动态特性好等优点。
混合步进电机的电磁静力短为电机阻尼。
取消了反应式电机的机械阻尼盘，无需人工调整，运行平稳、噪音小、不易失步。
混合式步进电机取代反应式电机是经济型数控系统的发展趋势。
我厂研制的DY3系列三相混合式步进电机驱动电源，具有以下特点：
*技术新：
应用微电子技术，将单片机嵌入驱动器内，使控制性能提高，电路简化；功放采用三菱公司智能模块（I P M），具备过载、短路、过压、欠压、过热等完善保护功能，可靠性极高；驱动器内低压直流电源应用开关电源技术，使电源电路体积小，稳定可靠。
*微步距：
运用矢量细分技术，可控制步进电机转过的最小角度为电机步距角的1/20（°）。
微步距控制可使步进电机低速运行平稳，其运行效果接近
交流伺服。
微步距驱动器与μm（）级CN C控制系配套.可使数控机床的最小移动量控制接近μm,对加工弧面、锥面、螺纹等工件，能明显提高工件表面的精细效果。
*高转矩
步进电机输出转矩与注入电流成正比，高速运转时注入电流大小与驱动器功放级使用的电压成正比，目前大部分步进电机驱动器功放级。
由于技术限制，所使用的电压在DC150伏以下，而DY3步进电机驱动器功放级的电压达到DC310V，因而驱动步进电机高速运转时仍然有高转矩输出。
*高可靠性
控制部分集成度高、功放级采用三菱公司的智能模块，整机结构紧凑、电路简练、接插件少、机外风冷散热设计可减少粉尘侵入机内，设有超温、过压、欠压、保护、报警信号输出。
三、技术参数
四、工作原理
当电机三相绕组通入正弦波电流（三相电流相位差为120°）时，该电流在电机的气隙中产生一个空间幅值恒定的旋转磁势，该空间磁势的大小和方向与各相的电流的顺序和大小有关，并且要求驱动系统在电机绕组中的电流为双向的分级变化的阶梯波（当分级数无限增加时，电流波将形成正弦波），各相电流之间的相位差为120°。
电机磁性转子跟踪定子空间磁势面移动形成电机旋转，当空间磁势定位于某点时，转子也定位于该点，实现了精确定位。
当某一相电流变化一个完整周期时（其它相电流也各自变化一个完整的周期，只是相角不同而己），步进电机转子将转过一个齿距，对应的
机械角为360°/Z
2(Z
2
为电机转子齿数).若相电流在一个周期内分成N个
台阶电流值,转子在每一个台阶电流处于不同的定位点,因此,步进电机
的步距角为:а=360°/(NZ
2)，或电机每转步数为：S=N×Z
2。
上图中每
一个正弦周期由20个电流台阶N组成，由于电机的转子齿数Z
2
为50个，
则电机的步距角а=360°/(N Z
2
)=360°/（20×50）=°,电机每一转需脉
冲个数为:S=N×Z
2
=20×50=1000。
五、安装说明
驱动器外型及安装尺寸见<图一>
安装步骤:
1、开箱检查
D Y3驱动器为单台（轴）包装，开箱后请按装箱单核对驱动型号、
编号、说明书、合格证附件等，如发现与装箱单不符请及时和我厂联系。
检查驱动器有无机箱变型，部件破损等异常情况，如有异常，请确认不影响使用后再安装，或与我厂联系。
2、安装
D Y3驱动器应安装在通风良好，防护妥善的电柜内，为保证驱动器散热条件，请按〈图一〉中推荐的空间间距安装。
安装时不要使机箱的散热孔面朝上，也不要使对流风直射散热孔，以避免灰尘和杂物落入驱动器内部。
3、接线
按照下述接口说明，接齐信号线、电机线、电源线。
电机线和电源线流过电流较大，接线时一定要接牢，且电机线和电源线应大于1m m2。
连接电源时，建议电源应通过隔离变压器供电，这样电机漏电时（如电机接线碰壳，相绕组碰壳，电机进水等）可起到对人身、设备（驱动器及电机）的保护作用。
电源开关可使用空气开关，漏电保护开关或接触器，它们能快速，可靠的通断，但不能使用普通的闸刀开关，因为这种开关在合闸时极易产生接触不良现象，使驱动器受干扰而出现错误动作。
六、DY3驱动器外形图
﹤图二﹥
七、接口及拔码开关说明
1、信号接口
信号接线见下表，接口原理见<图三>
注：DY3工作正常时6和14脚内部接通。
2、电机接口和电源接口
电源输入220V，并从L、N端并联到r、t端。
步进电机内部线圈接成△型，电机的三个引出线可任意接至U、V、W。
若发现电机旋转方向错误应先关掉电源，再任意调换2个电机线的接头位置。
3、拔码开关
自AL M4指示灯下方由上而下依次为SW1~SW6拨码开关，开关位置朝右为OF F（关），开关位置朝左为O N（开）。
S W4 减电流控制O F F—满电流O N—减电流
S W5 微步控制O F F—微步O N—整步
S W
4、S W
5
与信号输入减电流端，微步端有相同的功效，但拔码开关
一旦有效信号输入端的信号控制不起作用，拔码开关无效时信号输入端
才能控制。
S W
1S W
2
、SW
3
为步距角设置，它和SW
5
一起可设定13种步距
角，具体如下表所示：
注：拨码开关朝右为OFF（关），朝左为ON（开）。
4、状态指示灯
面板上共5个灯、1个绿灯、4个红灯，绿灯亮时，表示工作正常，信号的6脚和14脚输出一个接通信号，红灯有4个，分别为AL M1、AL M2、
A L M3、AL M4分别代表制动报警、欠压报警，超压报警、模块报警。
八、DY3驱动器接口原理图
注：P、D端子为预留外部制动电阻端子，请不要连接；
示出输入信号电平为5V时的接法。
信号电平大于5V时，需串连限流电阻，使输
入电流为4~10mA；
﹤图三﹥
九、三相混合式步进电机参数表
注：空载运行频率和空载起动频率的运行步距角为°。
注:上数据为电机绕组是三角形连接、电机工作电压为300VDC所做，仅供用户参考。
十、DY3与系统的连接
（1）DY3与GSK980T连接
(2)DY3与GSK928TA连接
X5DY3（X轴）
X5DY3（Y轴）
！注意
！阅读
请详细阅读本说明书后，再进行安装连接。
！安装
驱动器应安装在通风良好，防护妥善的电柜内。
为保证驱动器散热条件，请按<图一>推荐的空间间距安装。
当驱动器的驱动电流≥、或驱动器的安装空间小于推荐间距时，用户必须安装风扇强迫散热，否则可能导致驱动器超温报警，并影响驱动器的使用寿命。
安装时不要使外壳的散热孔一面朝上，也不要使对流风直吹散热孔，以避免灰尘及杂物进入驱动器内部。
！接线
电机线和电源线有较大电流通过，接线时一定要接牢、端子压紧。
驱动器和步进电机必须可靠接地。
！通电
不得带电插拔电源插头和电机插头，由此将引起严重的后果。
电源开关应使用可靠通断的空气开关，不要使用普通的闸刀开关。
在确认没有导电异物落入驱动器内、所有接线准确、连接牢靠后，方能通电。
目录
一型号说明﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1二性能简介﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1三技术参数﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2四工作原理简介﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍2五安装说明﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3六 DY3驱动器外型尺寸图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4七接口及拔码关开说明﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍5八 DY3驱动器接口原理图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍6九三相混合式步进电机参数表﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍7十 DY3与系统的连接﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 8。