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    介紹一款時代超群HBS57全數字式閉環步進驅動(WTH)
    2020年10月22日

      HBS57 是時代超群基于十幾年步進與伺服研發經驗,開發成功的一款新型閉環步進電機驅動器, 采用專用電機控制雙核 DSP 芯片和應用矢量型閉環控制算法,從而徹底克服了開環步進電機丟步的問題,同時也能明顯提升電機的高速性能、降低電機的發熱程度和減小電機的高中低速振動,從而提升機器的加工速度和精度以及降低機器的能耗。此外,在電機連續過載時,驅動器會輸出報警信號,具有與交流伺服系統同樣的可靠性。當然電機安裝尺寸與傳統的二相 42-57 系列步進電機完全兼容,傳統步進驅動方案極易升級,并且成本相比開環步進電機增加不多,僅相當于傳統交流伺服系統的 30-50%。

      

      閉環步進電機控制作為一種新型的步進電機控制技術,是在傳統二相步進電機后軸上安裝了高精度光學增量編碼器,由于編碼器具備轉子實時位置信息回傳特性,所以驅動器可以實時監測電機軸位置,每秒取樣電機軸位置信息達到 20000 次,這使得驅動器可實時補償位移偏差,保證精確定位。而傳統開環步進電機,由于無編碼器反饋轉子實時位置信息,當負載突然變化時,電機會出現丟步,從而導致定位錯誤,最終給用戶帶來巨大損失。閉環步進系統特別適用于低剛性負載情況(如:皮帶,滑輪系統),如果使用交流伺服系統,它們有一個共同的問題,就是一直要做補償動作。為了得到較好的剛性,交流伺服系統特別希望工作在高增益條件下,這樣極易導致交流伺服電機定位時會偏離位置,而驅動器會通過相反方向超調來糾正偏差,這種空震現象,在系統中十分普遍,其中靜止摩擦力明顯高于運行摩擦力。解決方案是降低增益,但是響應速度和精確度會受到影響。而閉環步進系統能解決這個問題。它利用步進電機的獨特性能,將其固定在既定位置,減少震蕩。這種優點特別適用于納米技術,半導體制造,視覺系統和噴墨打印領域,因為以上制造行業對系統的低振動性有很高要求。

      HBS57 采用了 1000p/r 高精度光學編碼器。區別于傳統的內部微細分步進驅動器,系統內部的高性能雙核數字信號處理器(DSP),使用矢量控制和濾波技術,以諧波達到平穩的旋轉控制。在高負載和高速情況下,HBS57 表現依舊出色,不會出現失步或定位錯誤。轉矩輸出較之普通步進電機和驅動器而言,HBS57 在長時間內可保持高轉矩輸出,在負載情況下,步進電機持續運轉而不會出現失步現象。區別于傳統開環步進驅動器,HBS57 倚靠其創新的電流相位控制技術,實現了在高速運動條件下,持續高轉矩運行。因其可以實時監測當前定位特性,讓步進電機實現了在負載下,仍可以保持高轉矩輸出。由于 HBS57 驅動器可以根據負載變化,實調整控制電流,因此可以減少熱量的產生,提升使用效能,相比開環步進電機,發熱量減少 50%以上,使得電機和軸承壽命得以延長,提升產品品質,降低維修率。

    性能參數

    采用全新 32 位電機控制專用雙核 DSP 芯片;

    采用先進的矢量電流及速度和位置閉環控制算法;

    靜態電流和動態電流比例可以任意設置(0---7A 范圍內);

    可驅動 42-60 全系列二相混合式步進伺服電機;

    電機標配 1000 線高精度編碼器;

    光耦隔離差分信號輸入;

    脈沖響應頻率可達 300KHZ

    細分 16 檔設定(400-51200),特殊細分可按客戶要求更改;

    具有過流、過壓、超速、過熱、跟蹤誤差超差等保護功能;

    支持指令控制模式;

    集成 RS232 通信功能,并且支持 PC 端軟件調試參數;

    產品相對優勢

    ● 優于開環步進電機驅動器的特點:

    準確定位,電機不會失步;

    定位穩定,即使受到外部力量影響,如機械振動或垂直定位保持,也

    會自動回復到原位;

    采用額定轉矩來驅動電機,而傳統開環步進電機為避免失步問

    題,通常只會用 50%額定轉矩來驅動電機;

    HBS57 的控制電流依負載而定,電機能在高速下運行,而傳統步進電機無論荷重,一律使用恒定電流,因此能效大大提高;



    由于電機轉矩輸出沒有損失,所以電機的體積相比原來的開環系統降

    1-2 檔,從而使電機的安裝尺寸更小,系統成本下降;

    ●優于交流伺服電機驅動器的特點:

    無需調整增益(應負載變化自動調整增益)

    維持穩定的位置控制,定位完成后無抖動;

    可以實現快速定位,加減速曲線可以更陡,從而提高加工效率;

    擅長在快速短行程運動中持續運行;

    成本只是交流伺服系統的 30%-50%; 


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