步进电机驱动器参数原理

最小值 1.0
DC18V 7 0
500
MR4 典型值
DC48V
10 -
最大值 4.2
DC50V 16
200K
单位 A V mA Hz
MΩ
2.2 MR4 使用环境及参数
冷却方式
场合
环境温度
环境及参数
最高工作温度 湿度
震动
保存温度
重量
2.3 MR4 机械安装图 单位：毫米
自然冷却或强制风冷 尽量避免粉尘、油雾及腐蚀性气体 －20℃—+40℃ 80℃ 40—90% RH9（不能结露和有水珠） 5.9m/s2 Max -20℃—+50℃ 约 280 克
三、 MR4 步进电机驱动器接口和接线介绍
3.1 MR4 步进电机驱动器弱电接线信号接口描述
名称
功
能
PUL+（+5V） 脉冲信号：脉冲控制信号，脉冲电压 5-24V 均可，最高频率 200KHz。
PUL-（PUL）
DIR+（+5V） 方向信号：高/低电平信号，对应电机正反向，为保证电机可靠响应，方向信号
MR4 细分步进电机驱动器使用手册
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目
录
一、 产品简介……………………………………………………………..1
二、 电气、机械和环境指标…………………………………………….1
三、 驱动器接口和接线介绍…………………………………………….2
3.2 MR4 步进电机驱动器强电接口描述
名称
功
能
GND
直流电源输入负极
+V
直流电源输入，18VDC~50VDC 间任何均可，但推荐值 48VDC 左右
A
电机 A 相。A+、A-互调，可变换电机运转方向
B
电机 B 相。B+、B-互调，可变换电机运转方向
3.3 MR4 输入接口描述
MR4 步进电机驱动器采用差分式接口电路，适用差分信号，单端共阴及共阳等接口，内置高速
半流/全流
4.1 MR4 步进电机驱动器电流设定
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SW1-SW3 三位拨码开关用于设定电机运转工作电流（动态电流），而 SW4 拨码开关用于设定电 机静止时的电流（静态电流或保持电流）。
1） 工作（动态）电流设定
用三位拨码开关一共可设定 8 个电流级别，参见下表
峰值
1.00A 1.19A 1.46A 2.37A 2.84A 3.31A 3.76A 4.20A
SW1
on off on off on off on off
SW2
on on off off on on off off
SW3
on on on on off off off off
2）静态电流（保持电流）设定 静态电流可用 SW4 开关设定，off 表示静态电流设为动态电流的一半左右（实际上为 60%），on
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，使用
较长信号线时，推荐使用差分信号。现以集电极开路和 PNP 输出为例，接口电路示意图如下：
集电极开路（共阳极）
控制器
步进驱动器
VCC PULS
PULS+ PULSDIR+
DIR-
DIR
ENBL+
ENBL
ENBL-
3.5 MR4 步进电机驱动器内部跳线说明
选择有效的脉冲沿 通过设置驱动器内部的跳线 J4，可选定 MR4 上升沿有效或下降沿有效。默认出厂设置为开路 上升沿有效，短接为下降沿有效。
3.6 MR4 步进电机驱动器接线要求
1) 为了防止驱动器受到干扰，建议采用双绞屏蔽电缆线，并且屏蔽层与地线连接；同一机器内只 允许在同一点接地，如果不是真实接地线，可能存在严重干扰，建议此时屏蔽层不接。
1.2 MR4 特点
◆高速大转矩特性
◆供电电压可达 50VDC ◆正弦波电流控制技术电机发热低 ◆静止时电流自动减半 ◆脉冲、方向、使能可 5-24V 输入
◆光电隔离差分信号输入，响应频率最高 200K ◆细分精度高达十六种，2 倍及 5 倍细分均可选 ◆外形尺寸小（118*75*32mm） ◆具有过压、欠压，过流等保护功能
应先于脉冲信号至少 1.5μS 建立，电机的初始运行方向与电机的接线有关，互
DIR-（DIR）
换任一相绕组（如 A+、A-交换）可以改变电机初始运行的方向，输入电平 5-24V
均可
ENA+（+5V） 使能信号：此输入信号用于使能/禁止，高电平使能，低电平时驱动器不能工作。
ENA-（ENA） 一般情况下可不接，使之悬空而自动使能。
2) 脉冲方向信号线与电机线不允许并排连接在一起，最好分开至少 10cm 以上，否则电机电磁干 扰易于使脉冲方向信号产生错误从而引起电机定位不准，系统不稳定等故障。
3) 如果多台步进电机驱动器共用一台电源，应采用并联连接，不允许采用串联连接。 4) 请勿带电拨插步进电机驱动器强电端子 P2，带电的电机停止时仍有大电流流过线圈，拨插 P2
6.1 电机选配
1、 确定负载转矩，传动比工作转速范围
T=C[(J×a1×η)/i2+1/2μ×M×D×J 转动×a2]
J：负载的转动惯量 a1：负载的最大角加速度
M：负载的重量
C：安全系数，推荐值 1.2-1.4
D：丝轩和轮盘直径 J 转动：转动轮或丝轩转动惯量
a2：传动轮或丝轩角加速度 μ：摩擦系数 η：转动效率 i2：转动比
2、电机输出转矩由哪些因素决定 对于给定的步进电机和接法，输出扭矩有以下特点： 1） 电机工作电流越大，输出转矩越大，但电机铜损（P=I2R）越多，电机发热偏多； 2） 步进电机驱动器供电电压越高，电机高速扭矩越大； 3） 由步进电机矩频特性图可知，高速比中低速扭矩小，但提升驱动电压可以改善。
6.2 电机接线
2.4 加强散热方式
图 1.安装尺寸图
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 （即电机停止时电流自动减至 60% ），以减少电机和
驱动器的发热； 3) 安装驱动器时请采用立式侧面安装，使散热面向易于空气对流的方向，必要时在机
箱内靠近驱动器处应安装排气风扇，进行强制散热，从而保证驱动器在可靠工作温 度范围内工作。
五、供电电源选择
电源电压为 DC18-50V 之间，本款步进电机驱动器最好采用直流电源供电。也可采用‘变压 器降压’方式。但注意变压器的最高输出电压不能超过 36VAC。建议用户使用 24VAC 左右环形变 压器供电，避免因电网电压波动，超过驱动器电压工作范围。使用交流变压器供电需配备外部 的整流滤波电路，滤波电容容量根据客户使用的情况一般为 1A<1000uF，在经常快速启停的场合， 电容需不低于于通常情况的 1.5 （1A<1000uF）倍。 如果使用稳压型直流开关电源供电，应注意电源的输出电流需大于电机工作电流。
细分倍数
脉冲数/圈
2
400
4
800
8
1600
16
3200
32
6400
64
12800
128
25600
5
1000
10
2000
20
4000
25
5000
40
8000
50
10000
100
20000
125
25000
SW5
off on off on off on off on off on off on off on off
B-
6.3 输入电压和输出电流的选用
MR4 步进电机驱动器适用于不同厂家所生产的各类两相和四相混合式步进电机。为了取得满意的 驱动效果，需要选取合理的供电电压并设定适合电机的电流。供电电压的高低决定电机的高速性能， 而电流设定值决定电机的力矩，但应确保电流值不超过电机额定电流
四、 电流、细分拨码开关设定………………………………………….5
五、 供电电源选择……………………………………………………….6
六、 适配电机选配……………………………………………………….6
七、 典型接线案例……………………………………………………….8
八、 保护功能…………………………………………………………….9
端子将导致巨大的瞬间感生电动势，从而损坏驱动器。 5) 请勿将电机导线头加锡后接入接线端子，否则可能因接触电阻变大，过热而损坏端子。
四、电流、细分、功能拨码开关设定
MR4 驱动器采用八位拨码开关设定细分精度、动态电流和半流/全流。详细描述如下：
动态电流
细分精度
SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 SW7 SW8
SW6
on off off on on off off on on off off on on off off
SW7
on on on off off off off on on on on off off off off
SW8
on on on on on on on off off off off off off off off
A
B
Vi
PULSE
DIR
"H"
2C
EN
注释： 1)
2) 3) 4)
图 4.时序图
ENA（使能信号）应提前 DIR 至少 5μS，确定为高。一般情况建议 ENA+和 ENA-悬 空即可。 DIR 至少提前 PUL 下降沿 5μS 确定其状态高或低。 脉冲宽度至少不小于 1. 5μS 低电平宽度不小于 1. 5μS
图 5．矩频特性图
对于 6.8 线步进电机，不同的接法导致效果上有相当大的差别，如下所述。
A+
A+
A+
NC
A-
A-
A-
NC
普通4线电机
B+ B-
6线电机,高力矩输出
B+ NC B-
6线电机，高速输出
B+ B- NC
A+
A+
A-
8线电机，串联接法，高力矩输出
B+
B-
A-
8线电机，并联接法，高速输出
B+
◆脉冲/方向或双脉冲模式切换
1.3 MR4 应用领域 适用于各种类型自动化设备或仪器，如雕刻机、打标机、切割机、激光照排、绘图仪、数
控机床、机械手，包装机械，纺织机械等，具有极高的性价比和特性优势。
二、电气、机械和环境指标
2.1 MR4 电气指标 说明
项目 输出电流 输入电源电压 逻辑输入电流 步进脉冲频率 绝缘电阻
九、 常见问题…………………………………………………………….9
十、 产品保修条款………………………………………………………10
MR4
步进电机驱动器
一、产品简介
1.1 概述 MR4 步进电机驱动器是一款具有大力矩输出特性，适用于高转速场合的细分步进电机驱动
器，与同类产品相比具有极高的性价比。MR4 采用了正弦波电流控制技术，与市面上流行的 大多数同类步进电机驱动器相比，电机的噪声和发热均有明显改善。 本款步进电机驱动器采用自然散热，驱动电压为 DC18V 至 DC 50V，具备极佳的过电压和高速 反电动势保护能力，是当前市场在售步进电机驱动器之中返修率故障率最低的产品之一。 MR4 步进电机驱动器拥有二进制和五进制多达十六种细分选择，具有脉冲+方向和双脉冲选择 功能，用户只需改变驱动器内部的跳线，即可由出厂设置的脉冲+方向模式变更为双脉冲模式。 驱动器上的八位拨码开关（SW1-SW8），用来设置动态电流（三位八档），静态电流（SW4） 和细分选择（SW5-SW8）。SW4 可选择停止时全流或半流，如选择半流，脉冲停止约 0.2 秒后 电机电流将减至设定值的 60%，发热量将降至全流的一半以下，以保证电机不因发热出现损坏。
图 2.输入接口电路（共阳极）
控制器
VCC PULS
VCC DIR
VCC ENBL
PNP 输出（共阴极）
PULS+ PULSDIR+ DIRENBL+ ENBL-
步进驱动器
图 3.输入接口电路（共阴极）
3.4 MR4 步进电机驱动器控制信号时序图
为了避免误动作和偏差，PUL、DIR 和 ENA 信号应满足一定要求，如下图所示：
注意： 1、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%； 2、采用稳压直流开关电源时，电源的输出电流应大于或等于驱动器的工作电流； 3、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、适配电机选配
2MD542 步进电机驱动器主要用以适配驱动 4、6、8 线的两相和四相 42 及 57 混合式步进电 机，步距角为 1.8 度和 0.9 度的均可选用。电机的扭矩是电机选型的主要标准之一，但同时应 尽量选择电阻值和电感量较小的电机，以便获得较高转速。同时应注意电机电流要求与驱动器 电流设置相一致。 具体步进电机选型可参照本公司提供的样册及参数选型表，或咨询本公司销售部。
表示静态电流与动态电流相同。一般情况应将 SW4 设为 off，从而减少马达和步进电机驱动器发热， 提高使用寿命。脉冲发生停止后约 0.2 秒左右电流将自动减至设定值的 60%，发热量理论上减至 36% （发热与电流平方成正比）。
4.2 MR4 步进电机驱动器细分设定
细分精度由 SW5-SW8 四位拨码开关设定。