Poznań, ul. Gruszkowa 4 tel. 061/ , fax 061/ , Sterownik silnika krokowego z mikrokrokiem

Transkrypt

1 Sterownik silnika krokowego z mikrokrokiem SMC67 Własności: miniaturowe wymiary: 63,5x63,5x21mm zamknięta obudowa z aluminium jedno napięcie zasilania +24V.. +80V wysoki prąd znamionowy max 7 na fazę zaawansowana technologia, montaż SMD mikrokrok z podziałem 1/10 stworzony dla obsługi silników 2-fazowych automatyczne kształtowanie sinusoidy izolowane galwanicznie wejścia częstotliwość czopowania 20kHz automatyczna redukcja prądu nastawa prądu rezystorem zewnętrznym wskaźnik LED dla zasilania zasilanie, sygnały sterujące i do silnika na listwach rozłącznych częstotliwość wejściowa do 200kHz kompensacja rezonansu w zakresie średnich częstotliwości Opis sterownika SMC67 to nowoczesny, miniaturowy, atrakcyjny cenowo, mikrokrokowy sterownik 2-fazowego silnika krokowego z miniaturowymi stopniami mocy pozwalający na płynną pracę średniego i dużego zespołu napędowego. Dzięki nowoczesnej technologii sterownik ma niewielkie rozmiary. Wykonywany jest w obudowie aluminiowej przeznaczonym do zabudowy wewnątrz maszyny czy szafy sterującej. Rozłączne listwy zaciskowe dla zasilania, silnika i sygnałów sterujących pozwalają na szybki montaż i demontaż bez potrzeby odkręcania przewodów. Przy prądach od 3 do 7 wymaga dodatkowego chłodzenia. Obudowa sterownika może osiągać temperaturę 70 o C, lecz zalecane jest by przy ciągłej pracy temperatura obudowy nie przekraczała 55 o C. Stopnie mocy w sterowniku SMC67 pracują przy częstotliwości czopowania 20kHz. Kompensacja rezonansu w zakresie średnich częstotliwości i możliwość minimalizowania wpływu rezonansu dla małych prędkości pozwala na uzyskanie płynnej pracy silnika. utomatyczna redukcja prądu zmniejsza prąd w uzwojeniu silnika do 33% prądu znamionowego ustawionego za pomocą zewnętrznego rezystora, gdy na wejściu kroku nie pojawi się sygnał przez czas 1s. Uwaga: Prąd fazy ustalany jest rezystorem małej mocy podłączanym na zewnątrz (patrz tabela). Rezystor Prąd [] [kω] 1 8, bez Tabela 1 Instrukcja SMC67 v01 1/

2 Opis zworek (dostępne po zdjęciu obudowy sterownika) utomatyczna redukcja prądu włączona utomatyczna redukcja prądu wyłączona Tryb ograniczonego prądu Dopasowanie dla silników rozmiaru 110 Kompensacja rezonansu w zakresie średnich częstotliwości - wyłączona Kompensacja rezonansu w zakresie średnich częstotliwości - włączona utomatyczna redukcja prądu. utomatyczna redukcja prądu powoduje zmniejszenie prądu fazy silnika do 33% prądu nominalnego, jeśli przez 1 sekundę nie pojawiają się impulsy na wejściu STEP. Redukcja prądu pozwala ograniczyć straty mocy i grzanie się silnika podczas postoju. Tryb ograniczonego prądu. Sterownik SMC67, posiada możliwość pracy w trybie ograniczonego prądu fazy. W trybie tym zakres prądu sterownika zmienia się z 1 do 7 na 0,5 do 2. Wartość rezystorów potrzebnych do ustawienia odpowiednich prądów w trybie ograniczonego prądu przedstawia tabela. Rezystor Prąd [] [kω] 0, , bez Dopasowanie dla silników rozmiaru 110. Opcja ta uaktywnia kompensację rezonansu w zakresie średnich częstotliwości zoptymalizowaną dla silników rozmiaru 110 mm. Kompensacja rezonansu w zakresie średnich częstotliwości. Niektóre źródła przebiegów prostokątnych generują przebiegi bardzo nierówne. Jeżeli okres między kolejnymi impulsami zmienia się o więcej niż 30%, wtedy sterownik może mieć problem z liczeniem impulsów. Wyłączając opcję kompensacji rezonansu w zakresie średnich częstotliwości, powodujemy, że układ staje się nie czuły na takie zmiany przebiegu taktującego. W konsekwencji silnik może zachowywać się niestabilnie w zakresie średnich częstotliwości. Sterownik dostarczany jest z domyślnie włączoną opcją kompensacji rezonansu w zakresie średnich czestotliwości. Instrukcja SMC67 v01 2/

3 Minimalizowanie wpływu rezonansu dla małych prędkości. Efekty rezonansu dla małych prędkości można złagodzić poprzez dostrojenie potencjometrem znajdującym się na obudowie sterownika. Potencjometr dostępny jest bez zdejmowania obudowy sterownika, na tylnej ściance obudowy. y zacząć proces dostrajania ustaw prędkość obrotową na około 15 obr/min i kręć potencjometrem do zaobserwowania zauważalnego zmniejszenia wibracji silnika. Instrukcja SMC67 v01 3/

4 Schemat blokowy podłączenia sterownika Opis wejść wyjść sterownika. Wszystkie sygnały wejściowe i wyjściowe doprowadzone są do sterownika za pomocą rozłącznych złącz śrubowych. Złącze podzielone jest na dwie sekcje po 6 wyprowadzeń każda. Sekcja pierwsza (wyprowadzenia od 1 do 6) to zasilanie i wyprowadzenia zasilające silnik. Druga sekcja (wyprowadzenia od 7 do 12) to sygnały sterujące. Opis i oznaczenia wszystkich wyprowadzeń przedstawiono w tabeli. Instrukcja SMC67 v01 4/

5 Nr Oznaczenie wypr. wyprowadzenia 1 Power Ground Masa zasilania to 80VDC Opis + napięcia zasilania. Do zasilania sterownika należy używać zasilacza niestabilizowanego z dużymi kondensatorami elektrolitycznymi na wyjściu. W żadnym wypadku nie należy przekraczać napięcia 80V! Jeśli kable zasilające sterownik są dłuższe niż 30cm do złącz zasilających sterownika należy podłączyć równolegle kondensator 470uF 3 Phase Poczatek uzwojenia fazy silnika 4 Phase / Koniec uzwojenia fazy silnika 5 Phase Początek uzwojenia fazy silnika 6 Phase / Koniez uzwojenia fazy silnika 7 Disable 8 Dir 9 Step 10 +5VDC Zwierając wejście Disable do masy powodujemy zatrzymanie silnika (wyłączenie prądu w fazach silnika). Funkcja ta może być używana do ograniczenia strat energii i zmniejszenie nagrzewania silnika podczas postoju, w wypadkach gdy moment trzymający nie jest potrzebny. Uwaga! Wejście Disable nie jest optoizolowane! Jest to sygnał podawany względem masy. Wejście kierunku wejście optoizolowane. Maksymalny prąd płynący przez transoptor - 16m. Minimalny czas trwania logicznego 0 0,5us, logicznej 1 4us. Wejście kroku wejście optoizolowane. Maksymalny prąd płynący przez transoptor - 16m. Minimalny czas trwania logicznego 0 0,5us, logicznej 1 4us. Krok wykonywany jest przy opadającym zboczu sygnału. Wejście zewnętrznego napięcia zasilania transoptorów. Do wejścia +5V podłączone są wewnętrznie anody taransoptorów wejść Dir i Step 11 Current Set Ustawianie prądu sterownika 12 Current Set Ustawianie prądu sterownika. W celu ustawienia prądu sterownika należy do końcówek Current Set podłączyć odpowiedni rezystor (zgodnie z tabelą 1). W celu obliczenia innej wartości prądu należy skorzystać z wzoru R=47*I/(7- I) gdzie I jest to prąd w uzwojeniu wyrażony w amperach. Opis sygnałów wejściowych Sygnały sterujące: STEP krok impulsy do 200kHz DIR kierunek obrotów silnika DISLE sygnał luzujący silnik Dane elektryczne: Napięcie zasilania: +24V..+80V Zalecane napięcie zas. +30V..+48V Prąd na fazę: Izolowane we/wy: 3 (step, dir, enable) Częstotliwość STEP: 200kHz Rozdzielczość (silnik 1,8 ): 2000 kroków na obrót Wskaźnik zasilania: LED Temperatura pracy: C Wymiary mechaniczne: 63,5x63,5x21 (obudowa) Symbol zamówieniowy: SMC67-GP Instrukcja SMC67 v01 5/

6 Wskazówki użytkowe: Należy zapewnić takie chłodzenie sterownikowi, aby temperatura obudowy przy ciągłej pracy nigdy nie przekraczała 55 o C. Chlodzenie można zrealizować poprzez przytwierdzenie sterownika do części maszyny mogącej odebrać nadmiar ciepła, lub poprzez nadmuch powietrza. Do zasilania sterownika nie należy używać zasilaczy stabilizowanych. Należy użyć zasilacza niestabilizowanego posiadającego na wyjściu duże kondensatory elektrolityczne konieczne między innymi do odebrania generowanej przez silnik energii. Należy zwrócić uwagę na maksymalne napięcie zasilania. ezpieczne napięcie zasilania jest niższe od dopuszczalnego maksymalnego, gdyż do napięcia zasilania dodaje się energia z silnika przy hamowaniu i krótkie impulsy powstające wskutek szybkiego wyłączania dużej indukcyjności uzwojenia silnika. Wskazane jest więc zasilanie z napięcia rzędu +30V do +72V. Do tego napięcia dodaje się energia generowana z silnika (back EMF). W przypadku pracy z wysokim napięciem konieczne jest zastosowanie środka ostrożności np. w postaci dużej diody Zenera na odpowiednie napięcie, obcinającej krótkotrwałe szpilki napięcia. Przy pierwszym samodzielnym włączeniu sterownika do zasilacza wskazane jest użycie amperomierza (najlepiej wskazówkowego) w celu kontroli poboru średniego prądu. Pomiar prądu znamionowego możliwy jest oscyloskopem po wtrąceniu w fazę rezystora pomiarowego o małej rezystancji (np. 0,01om 1% 2W). Należy wtedy zwrócić uwagę, że masa oscyloskopu nie będzie na masie urządzenia, a więc włączenie drugiego kanału oscyloskopu do układu nie jest możliwe (wspólne masy obu kanałów oscyloskopu dwukanałowego). Rysunek obudowy: Instrukcja SMC67 v01 6/

7 Podłączenie silnika: Podano przykładowe kolory przewodów z silnika NNOTEC. Każdorazowo przed podłączeniem silnika należy zapoznać się z właściwymi kolorami przewodów, które określa producent silnika. IPOLRNY Cze IPOLRNY Cze Cze/b Cze/b Cza/b Cza/b cza cza z Z/b Żó/b żó z Z/b Żó/b żó UNIPOLRNY b UNIPOLRNY b r r cze cze n br żó n br żó Dostępne są pierścienie ferrytowe, które można umieścić na przewodach do silnika i zasilania, co zmniejsza generowane zakłócenia w zakresie w.cz. Instrukcja SMC67 v01 7/

8 Wskazówki montażowe i uwagi n/t bezpieczeństwa: 1. Zaleca się splatanie przewodów do silnika parami. Jeśli generowane szumy stwarzają problemy lub przewody do silnika muszą mieć większą długość, to zaleca się stworzenie ekranu przez oplecenie przewodów silnika przewodzącą taśmą i podłączenie jej do masy. 2. Jako przewody sygnałowe można użyć przekrojów WG14 do 28 a do zasilania WG22 lub większe. 3. Przewody sygnałowe należy oddalić od linii zasilania i przewodów silnika na min. 10cm. W żadnym razie nie splatać ich razem. 4. Ze względów termicznych (silnik wydziela sporo ciepła) wskazane jest mocowanie silnika do płyty aluminiowej lub innej części maszyny mogącej odebrać nadmiar ciepła. W każdym przypadku wskazana jest kontrola temperatury silnika przy pierwszych próbach na maszynie (max temperatura silnika 85 o C). 5. Wskazany jest montaż sterownika najbliżej silnika ze względu na długość przewodów do silnika. 6. Końcówki przewodów szczególnie silnika (możliwość zwarcia) zaleca się polutować lub po nałożeniu na nie końcówek kablowych zacisnąć w przyrządzie. 7. Możliwe jest łączenie uzwojeń bipolarnych (8-przewodowych) szeregowo, gdy ważniejsze jest uzyskanie znamionowego momentu np. 4 uzwojenie sterowane prądem znamionowym 4 lub równoległe, gdy istotniejsze jest uzyskanie wysokiej prędkości obrotowej silnika (mniejsza indukcyjność uzwojeń decyduje o szybszym narastaniu prądu w uzwojeniu). Należy jednak kontrolować temperaturę silnika. 8. W przypadku przekazywania napędu na inną oś wskazane jest łączenie wałów silnika i mechanizmu napędzanego za pomocą sprzęgła do tego celu przystosowanego. Eliminuje ono nieosiowości montażu i zwiększa żywotność łożysk silnika. ardzo dobrze spełniają te wymagania sprzęgła typu Oldham. 9. Nie wolno skracać, ciąć ani wiercić osi silnika ani jego obudowy. Rozbieranie silnika jest możliwe tylko fabrycznie, gdyż po rozebraniu traci on część momentu wskutek osłabienia obwodu magnetycznego. Do osłabienia momentu silnika może też dojść wskutek silnych wstrząsów czy uderzeń. 10. Dla poprawienia własności dynamicznych użyć można tłumika. Tłumik magnetyczny pomaga w redukcji drgań i rezonansów silnika i potrafi podnieść maksymalną prędkość obrotową nawet do 2x. 11. Silnik krokowy jest maszyną elektryczną. Obowiązują ogólne przepisy eksploatacji maszyn elektrycznych. Przed włączeniem sterownika należy upewnić się, że części ruchome maszyny lub samego silnika nie wejdą w kolizję z innymi częściami maszyn lub nie skaleczą ludzi. 12. Nigdy nie należy podłączać przewodów zasilania z nierozładowanego zasilacza (bez obciążenia zasilacz może utrzymywać energię zgromadzoną w kondensatorach elektrolitycznych przez długi czas). Do rozładowania kondensatorów wystarczy na chwilę zewrzeć niskoomowym rezystorem zacisk + z - oczywiście tylko przy wyłączonym zasilaniu. Instrukcja SMC67 v01 8/