感谢您使用本产品,本使用操作手册提供
BLDC驱动器的配置、调试、控制相关
信息。内容包括。
l驱动器和电机的安装与检查
l试转操作步骤
l驱动器控制功能介绍及调整方法
l检测与保养
l异常排除
本使用操作手册适合下列使用者参考
l安装或配线人员
l试转调机人员
l维护或检查人员
在使用之前,请您仔细详读本手册以确保使用上的正确。此外,请将它妥善放置
在安全的地点以便随时查阅。下列在您尚未读完本手册时,请务必遵守事项:
l安装的环境必须没有水气,腐蚀性气体及可燃性气体
l接线时禁止将电源接至电机 U、V、W 的接头,一旦接错时将损坏驱动器
l在通电时,请勿拆解驱动器、电机或更改配线
l在通电运作前,请确定紧急停机装置是否随时启动
l在通电运作时,请勿接触散热片,以免烫伤
警告:
驱动器用于通用工业设备。要注意下列事项:
(1).为了确保正确操作,在安装、接线和操作之前必须通读操作说明书。
(2).勿改造产品。
(3).当在下列情况下使用本产品时,应该采取有关操作、维护和管理的相关措施。
在这种情况下,请与我们联系。
①用于与生命相关的医疗器械。
②用于可能造成人身安全的设备,例如:火车或升降机。
③用于可能造成社会影响的计算机系统
④用于有关对人身安全或对公共设施有影响的其他设备。
(4).对用于易受震动的环境,例如:交通工具上操作,请咨询我们。
(5).如未按上述要求操作,造成直接或间接损失,我司将不承担相关责任。
如果您在使用上仍有问题,请咨询本公司客服技术支持中心
-II
1概述
本公司研发生产的
BLDC驱动器是一款高性能,多功能,低成本的带霍尔传感器直流无刷驱动器。
全数字式设计使其拥有灵活多样的输入控制方式,极高的调速比,低噪声,完善的软硬件保护功
能,驱动器可通过串口通信接口与计算机相连,实现
PID参数调整,保护参数,电机参数,加减
速时间等参数的设置,还可进行
IO输入状态,模拟量输入,告警状态及母线电压的监视。
1.1驱动器参数列表
输入电压
DC18V-50V
工作电流
<=10A
电机霍尔类型
60度,300度,120度,240度
工作模式霍尔速度闭环
调速方式
0-5V模拟量输入
,
0-100%PWM输入(
PWM频率范围:
1KHz-20KHz)
内部给定
,
多段速
1,
多段速
2,
调速范围
0—6000RPM
保护功能
l短路:当异常电流大于
50A时,产生短路保护
l过流:当电流超过工作电流设置值并持续一设定时间
后产生过流保护
l过压:当电压超过
55V时产生过电压保护。
l欠压:当电压低于
18V时产生欠电压保护。
l霍尔异常:包括相位异常及值异常
.
工作环境场合:无腐蚀性,易燃,易爆,导电的气体,液体
,粉尘
温度:
-10-55 ℃(无冻霜
)
湿度:小于
90%RH(不结露
)
海拔:小于
1000m
振动:小于
0.5G, 10hz—60hz(非连续运行
)
防护等级:
IP21
散热方式自然风冷
尺寸大小
120*76*33 单位:mm
重量
250g
1.2特点
l速度
PID闭环控制,低速转矩大,
l调速范转宽,
0-6000RPM
l运行加减速时间可由软件设定,实现平滑柔和运行。
l驱动器自身损耗小,效率高,温升低,因此体积小,易安装
l多种速度控制方式,由软件设定。
l使能,方向,刹车输入信号的极性可由软件设定
l多种完善的保护功能。
l内置刹车电阻及控制电路(可选),用于消耗再生能量,防止过电压。
2接口定义与连接图
-1
各端子在面板上的位置
2.1控制信号输入输出端
2.1.1 引脚列表
引脚排列及相关名称
端子引脚号引脚名定义说明
1 GND信号地
2 ALM报警输出(开漏)电流应限制在
20mA内
3 X1多段速输入
1
4 PG霍尔信号异或输出(开漏)电流应限制在
20mA内
5 X2多段速输入
2
6 5V 5V电源输出,输出电流应少于
20Ma(内部为线性电源,过大电流会导致过热)
7 X3多段速输入
3
8 SV模拟信号输入
9 FR方向控制信号
-2
10 GND信号地
11 EN使能信号,低电平有效
12 BK刹车信号,高电平刹车,正常应接
GND
2.1.2 引脚
X1,X2,X3,EN,BK,FR对应的内部电路
2.1.3 引脚
PG,ALM对应的内部电路
2.2霍尔信号输入端
引脚排列及相关名称
-3
2.3功率端子
功率端的引脚排列
端子引脚号引脚名定义说明
1 GND电源输入负端
2 VDC电源输入正端
DC18-50V
3 W电机相线
W
4 V电机相线
V
5 U电机相线
U
2.4通信接口
驱动器采用串行通信方式与计算机相连。接口为
RS232电平。必须通过厂
商提供的专用电缆才能与计算机相连。物理接口采用
RJ12—6PIN的电话插座,
其引脚排列如下图,引脚号对应名称在下表中描述。
RJ12座引脚图
端子引脚号引脚名定义说明
1 NC空
2 TXD MCU数据发送端
3 VCC 5V电源
4 RXD MCU数据接收端
5 GND地
6 NC空
2.5典型接线图
-4
3控制端口功能说明
3.1模拟量/PWM输入端子
SV
SV用于模拟量输入或者
PWM输入端,当在
BLDC_2软件的输入设置为“模拟输入”或者
“PWM输入”方式时,该端口输入的量作为速度的给定值,下面是接线图及说明。
3.1.1 可调电阻调节模拟输入
可调电阻接线图
图中可调电阻的阻值应在
5K-10K之前,在接分压电阻时应先确认好电阻的两
端及中间抽头再连接,错误的接法有可能使
5V电源短路导致驱动器损坏。若连接后,
或在调节分压电阻时,驱动器电源
LED指示灯变暗或者灭掉,应立即断开驱动器电源,
重新认确电阻引脚后再接。
3.1.2 外部
0-10V模拟量输入
-5
外部
0-10V模拟接线图
当
SV连接外部模拟量输入时,应注意输入的模拟电压应小于
5V,否则有可能损伤
内部电路,高于
5V时应采用分压电阻分压,以保证分压后的电压最大值小于
5V。
3.1.3 SV用作
PWM输入端
PWM输入接线图
驱动器中的
SV用于
PWM输入时,其输入量是开关量,应满
5V电平要求。该
PWM
是真正的
PWM输入,并非是
PWM滤波后转为模拟量输入。该
PWM输入信号的占空比可
为
0到
100%任意值, PWM频率应在
1KHz-20KHz之间,频率偏向低则
PWM精度高。建议
PWM
频率设定在
2KHz
3.2 FR正反转方向控制端子
FR端子用于控制电机转动方向。
FR端子不同电平切换时会根据加减速时间设
定值,先减速到
0,然后切换方向再从
0速加度到给定值。如果电机拖动的负载惯量
-6
大,应适当加大加减速时间
,否在方向切换时有过流或者电压过高的情况。
3.3 EN电机使能端子
EN脚与
GND的接通与断开可控制电机的运行与停止,只有在
EN脚与
GND连
接时其它的操作才能被允许,若断开则电机处于自由状态,其它的操作被禁能。
当电机出现故障时,可以先断开
EN引脚,然后再接通来清除故障。
3.4 BK刹车控制端子
当
BK脚与
GND脚的断开时, 驱动器将三根相线短路,电机处于制动状态。当
BK脚与
GND脚的接通时,电机脱离制动状态。如果电机处于高速或者负载惯量
比较大时,刹车对电气和机械装置产生冲击,损害大。除安全紧急制动外,应避
免此类制动行为。为了减小动作时间,尽量把速度减少到比较安全范围再进行刹
车。
3.5 X1,X2,X3多段速控制端子
在配置软件中可设置多段速输入模式
多段速模式有两种,分别为模式
1及模式
2,模式
1为译码方式,模式
2为位选
方式。
3.5.1 多段速模式
1
X1,X2,X3与
GND的断开或导通可以组合成
8种不同的状态对应
8段不同的
速度。通过不同状态的切换实现不同的转速,不同转速过渡按设定的加减速时间
进行。
X1--GND X2--GND X3--GND速度段值
闭合闭合闭合速度段
0用户可设
闭合闭合断开速度段
1用户可设
闭合断开闭合速度段
2用户可设
闭合断开断开速度段
3用户可设
断开闭合断开速度段
4用户可设
断开闭合断开速度段
5用户可设
断开断开闭合速度段
6用户可设
断开断开断开速度段
7用户可设
多段速模式
1,X1,X2,X3状态对应不同的速度段
3.5.1 多段速模式
2
多段速模式
2为位选模式,即
X1,X2,X3各对应一个速度,
当
X1闭合时,运行速度段
0设定的转速,
当
X2闭合时,运行速度段
1设定的转速,
当
X3闭合时,运行速度段
2设定的转速,
当
X1,X2,X3有两个或全部闭合时,优先级由高到低排列为
X1>X2>X3,如
X1,
X2同时闭合,则运行速度段
0。X2,X3同时闭合时,则运行速度段
1。
当
X1,X2,X3都断开时,运行速度段
3设定的转速。
切换后不同转速过渡按设定的加减速时间进行。
X1--GND X2--GND X3--GND速度段值
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闭合
X X速度段
0用户可设
断开闭合
X速度段
1用户可设
断开断开闭合速度段
2用户可设
断开断开断开速度段
3用户可设
多段速模式
2,X1,X2,X3状态对应不同的速度段
3.6 ALM报警输出端子
ALM信号输出是三极管开漏输出。当驱动器发生,短路,过流,霍尔信号错误,
过电压,欠压等异常时,在
ALM输出低电平。其吸收电流应小于
50mA ,报警输
出电路有如下几种
(1)LED指示灯输出
(2)数字信号输出
(3)蜂鸣器输出
3.7 PG霍尔信号输出端子
PG信号用于提供电机转速脉冲信号,
PG信号为开漏输出,测试时应在
5V与
PG
之间加一个
2K-10K电阻作上拉电阻。
电机一个电周期内将在
PG信号端输出
3个脉冲。
机械周期=电周期*极对数
对于两对极的电机旋转一周将产生
6个脉冲,四对极则为
12个脉冲。
电机转动时在
PG端输出的频率与转速关系如下式
电机转速(
RPM)=20 x PG信号频率
/电机极对数
3.8 PWR/ALM 指示灯
驱动器上有两个
LED指示灯,分别为红色及绿色,红色为
ALM错误类型指示灯,
绿色为电源指示灯。上电后正常情况为绿灯常亮,如绿灯灭请确认电源是否正常。
红色指示灯通过不同的闪烁次数可指示出不同的状态。如下表所示
:
LED灯状态表示
一直亮外部或软件禁能
隔一秒,闪烁
1次短路保护
隔一秒,连续闪烁
2次霍尔值异常
隔一秒,连续闪烁
3次霍尔相位异常
隔一秒,连续闪烁
4次过流
隔一秒,连续闪烁
5次母线电压过低
隔一秒,连续闪烁
6次母线电压过高
-8
4使用操作
安全提示:在连接之前应先看懂连接图,在初次使用或者不熟悉本装置时,应
该使电机与负载断开,以避免错误的接线产生振动等原因对电机与负载的损害。
正确的安装与连接的步骤如下
:
(1)连接
X3上的各种控制信号线,驱动使能信号
EN是必须的。只有
EN信号为低时
(图
中
EN信号对的开关闭合时
)驱动器才能驱动电机。在计算机软件对驱动器配置之前应
为高电平,即
EN信号对应的开关断开。
(2)连接电机的相线及霍尔信号线。连接时应先确认电机的相线及霍尔信号线定义。然后
按照定义与驱动器上的端子对应正确连接。错误的接线可能导致上电调试时电机振动
或飞转,异常报警等。
(3)用专用通信电缆将驱动器与计算机连接,尽量避免上电后多次拔插通信电缆,防止地
电位不等或者静电对接口芯片的损坏。
(4)连接电源。注意电源的正负极方向。接反后,驱动器电源指示灯不亮,应尽快断开电
源,否则对电源本身及驱动器都有一定损害。
(5)打开计算机,安装并运行配置软件
BLDC_2,通过配置软件对驱动器适配电机的霍尔
时序,极对数进行设置。设置输入方式为内部给定,点击“配置”输入一定的转速,
建议设置为
300RPM,用于试运行
,设置完成后点击“保存
EEPROM”。然后将外部使能
控制信号
EN开关闭合,驱动器处于开始运行状态,电机转动运行到设定值。若出现
异常则断开使能信号,重新检查连接是否正确,异常情况描述请参考“常见问题”
(6)正确硬件连接与软件配置后,电机应转动平稳,噪声较低,空载运行时在软件上监视
电流小,且变动小。否则请重新确认连接是否正确与配置是否无误。
(7)通过改变
FR引脚信号切换电机转动方向
,
5常见问题
1, 现象:EN使能后,电机不受控飞转。
解决方法:先确认霍尔信号线,与电机相线连接是否正确,正确则在配置软件中更改霍尔
时序,如当前设置为
60度则更改成
300度,为
120度则改成
240度.
2, 现象:EN使能后,电机振动,或不动,几秒后出现过流保护。
解决方法:这种情况一般是霍尔信号线或者电机相线连接错误。若电机相序与霍尔信号顺序
未知,则可通过试凑法,即保持电机相线连接固定,然后调整三根霍尔线的顺序,总能找到
一组正常运转,或者飞转的情况,对于飞转的情况可以在配置软件中更改霍尔相序,操作如
问题
1中所描述。
3, 现象:EN使能后,电机转动一个角度后出现霍尔信号出错报警。
-9
解决方法:先确认霍尔信号线是否连接可靠,可靠则在配置软件中更改霍尔时序,如当前设
置为
60度或者
300度则更改成
120度. 若为
120度或者
240度则改成
60度。改后若遇到问
题
1与问题
2相同现象,则按对应的解决方法进行排除故障。
4,现象:电机表面上正常运转,电机温升比正确接线方式运行温度稍高,当
EN脚与地断开后,
电源保护.
解决方法:将霍尔信号循环左移一位,即霍尔信号
B接到霍尔信号
A, 霍尔信号
C接到霍尔
信号
B, 霍尔信号
A接到霍尔信号
C.再用计算机,或者键盘将霍尔时序作
180度更改,如当前为
120度则改为
240度,为
240度则改为
120度,为
60度则改为
300度,为
300度则改为
60度。
5,现象:电机正常运转,振动大,电机温升比正确接线方式运行温度高,当
FR(反转信号)信
号改变后,出现保护现象.
解决方法:将霍尔信号循环右移一位, 即霍尔信号
B接到霍尔信号
C, 霍尔信号
C接到霍尔
信号
A, 霍尔信号
A接到霍尔信号
B.再用计算机或者键盘将霍尔时序作
180度更改,如当前为
120
度则改为
240度,为
240度则改为
120度,为
60度则改为
300度,为
300度则改为
60度。
6,现象:电机在正反转切换时,实际换向时间比设定的加减速时间长。
解决方法:软件设定的加减速时间是换向时间比加减速时间是指电机转速从
0到
3000转/分
的时间,如设置电机减速时间为
1秒,当电机从
6000转/分减速到
0时,则要
2秒。另一种情况
就是驱动器
PID设定的特性比较软,给定速度到达
0,而实际转速未到
0,要延长一段时间后才到
达
0。可通过加大
VP与
VI的值来加快速度响应。
6安装尺寸
单位:
mm
-10