全数字式交流伺服电机驱动器高精度.docx

1、全数字式交流伺服电机驱动器高精度 多功能直流伺服驱动器使用手册 STDS2420STDS3620STDS4820济南三腾电子科技有限公司 目 录一概述 31型号说明 32适用范围 33使用条件 31主要功能 42工作模式配置表 43技术参数 5三端口说明 71接口定义 72接口说明 83接线图 104串口连接 115安装尺寸(单位：mm) 12四操作说明 131初始化设置 131.1 驱动器出厂时的默认参数如下： 131.2 参数设置： 142速度控制模式 142.1 数字指令（RS232、CAN）速度控制模式（SMOD0） 142.2 差分模拟信号速度控制模式（SMOD1） 142.3 PW

2、M速度控制模式 (SMOD2) 152.4 CLK脉冲速度控制模式 （SMOD3） 152.5 单端模拟电压速度控制模式（SMOD5） 163位置控制模式 173.1数字指令（RS232、CAN）位置控制模式 （SMOD256） 173.2 CLK 脉冲位置控制模式 （SMOD259） 174. 转矩控制模式 184.1数字指令（RS232、CAN）转矩控制模式 （SMOD512） 184.2 差分模拟电压转矩控制模式 （SMOD513） 184.3 PWM转矩控制模式 （SMOD514） 194.4 单端模拟电压转矩控制模式 （SMOD517） 195 放大器控制模式 205.1数字指令（R

3、S232、CAN）放大器控制模式 （SMOD768） 205.2差分模拟电压放大器控制模式 （SMOD769） 205.3 PWM放大器控制模式 （SMOD770） 215.4 单端模拟电压放大器控制模式 （SMOD773） 21五故障保护与复位 231安全级别 232故障保护依据 233故障信息列表 24六 PID调试 251速度环PID调试 252位置PID调试 263力矩环PID调试 29七参数设置与常见问题 301参数设置 302参数保存 303ENA/DIS指令和外部使能信号EN的关系 304关于SBS急停指令 305关于读取速度指令GV 306关于ESA指令 307关于设置反馈方式

4、SSFT指令 30一概述1型号说明STDS2420-E ST- 公司代码D- 直流电压输入 S- 直流伺服电机驱动器24- 电源电压范围+1248V20- 最大连续输出电流20AE- 工业级2适用范围 适合驱动永磁直流伺服电机，空心杯永磁直流伺服电机，力矩电机（200mH电感量以下的电机建议加电感）； 最大连续电流20A，最大峰值电流40A； 直流电源24V/36V(12V48V)；48V/36V(24V65V) 功率960瓦内，过载能力达1920瓦； 放大器模式，转矩模式，速度模式，位置模式；3使用条件（1）电源： 电源输入范围：24V/36V(12V48V)；48V/36V(24V65V)

5、； 能提供连续电流2倍的瞬间电流过载能力； 电压要保证不大于5的稳定度。（2）反馈元件： 增量式编码器； 测速机。（3）使用环境： 温度：STDS2420： 1070（以驱动器壳体表面温度为准）；STDS2420-E：4085（以驱动器壳体表面温度为准）； 湿度：85%RH以下； 无防水要求； 无腐蚀性气体。二功能技术指标1主要功能 工作模式：放大器模式、转矩模式 、速度模式、位置模式； 反馈元件：增量式编码器，测速机； 控制端口：RS232、CAN，CLK/DIR，PWM，10V模拟电压，单端模拟电压（电位器）； 外部制动控制； 外部启停控制； 外部限位功能； 软件限位功能； 预留2个数字输

6、入接口，1个OC输出接口； 开机自动寻找零位； 可以通过CAN总线组网控制； 内部驱动电路和控制电路隔离； 外部输入指令和控制电路隔离； 通过CAN2.0实现PC控制、参数调整、在线调测； 通过RS232实现PC控制、参数调整、在线调测； 驱动器内部温度监测； 过流、过载保护； 过压、欠压保护； 温度保护； 堵转、飞转保护； 动态跟踪误差超限保护；2工作模式配置表工作模式控制指令反馈元件放大器模式RS232CAN-PWM模拟电压转矩模式RS232CAN-PWM模拟电压速度模式RS232CAN测速机增量式编码器CLK + DIRPWM模拟电压位置模式RS232，CAN增量式编码器CLK + DI

7、R3技术参数参数标号参数值单位电源电压U24V/36V(12V48V)48V/36V(24V65V)VDC最大连续电流Ic20A最大峰值电流Imax40APWM开关频率fPWM12.5kHz静态电流Iel115/12V，60/24V，45 /36V mA输出编码器电源+5VOUT5VDCICC100mA外部控制电源OPT+5V数字输入（共阳接法）CLK,，IN2 截止（高电平）：小于1mA导通（低电平）：37mAmA数字输出集电极开路最大电压为30V，电流5mA有故障有故障输出低电平模拟端输入阻抗差分输入25.5K单端输入20模拟信号电压差分输入-10V 10VV单端输入05VVPWM控制频段

8、100500Hz占空比范围0%占空比100%占空比50%0RPM占空比50%电机反转CCW占空比50%电机正转CW步进脉冲最高频率fmax200KHz通讯端口RS2329600（19200）bpsCAN2.0B500（1000,250,125,100,50,20）bps编码器输入信号属性OC，TTL，5V差分，5V线驱动fmax 200KHz可控速度范围130000Rpm欠压保护Vu10.5V过压保护Vo54V保护温度STDS2420小于-10或大于70STDS2420-E小于-40或大于85工作温度STDS2420-10 +70STDS2420-E-40 +85储存温度STDS2420-40

9、 +85STDS2420-E-55 +125三端口说明1接口定义1VDD驱动器电源电源2VSS驱动器电源地3MOT+电机绕组正端电机4MOT-电机绕组负端21GNDTXRS232地RS232接收端RS23243GNDRXRS232地RS232发送端21GNDCAN-HCAN总线地CAN总线HCAN143GNDCAN-LCAN总线地CAN总线L21RES1CAN-H内部120电阻CAN总线HCAN243RES2CAN-L内部120电阻CAN总线L21AIN+5V差分模拟输入+5V输出模拟控制43AIN-POT差分模拟输入-单端模拟输入650V0V模拟地模拟地21LEFTOPT+左限位外部控制电源

10、数字控制43RIGHTEN右限位使能65IN1CLK/PWMIO输入信号1步进脉冲/脉宽87IN2DIRIO输入信号2方向控制109OUT1BRAKEIO输出信号1急停信号1211FAULTOPT-故障输出外部控制电源地21Z+5VOUT编码器Z+编码器电源反馈输入43Z-A+编码器Z-编码器A+65GNDA-编码器电源地编码器A-87TA+B+测速机反馈+编码器B+109TA-B-测速机反馈-编码器B-2接口说明（1）TX，RX，GND，GND：RS232接口，实现指令控制，以及参数设置、运行状态调测等；（2）CAN-H，CAN-L，GND，GND：CAN1接口，实现指令控制，以及参数设置、

11、运行状态调测等；（3）CAN-H，CAN-L，RES1，RES2：CAN2接口 CAN2接口的CAN-H，CAN-L同CAN1接口是同一组信号； RES1，RES2分别是驱动器内部提供的120终端电阻的两端。组网时，用户可以选择网络中的任意一个驱动器，把CAN-H和CAN-L分别和RES1、RES2短接，即可保证总线上具备120欧姆阻抗。（4）AIN+， AIN-，+5V， POT，0V，0V：模拟输入接口。 AIN+， AIN-：10V模拟信号输入端，可以实现速度、转矩和放大器模式控制； POT，0V：05V单端模拟信号的输入端。 +5V，POT，0V：可以组成电位器控制接口，+5V电源为驱

12、动器内部输出；（5）OPT+，OPT-， ENA， CLK/PWM， DIR，BRAKE， LEFT，RIGHT，IN1，IN2，OUT1，FAULT： 外部控制信号输入接口。接口电路如下： EN信号为外部使能控制，在任何模式下都有效。EN高电平时，驱动器加载电机。当EN低电平时，驱动器释放电机，电机处于无力矩状态。此信号在悬空时为高电平状态，这时驱动器向电机加载。 CLK / PWM是步进脉冲、PWM信号共用端口，通过RS232串口或CAN接口设置信号属性。用户根据需要，可以选择下列其中一种控制组合：PWM脉宽信号，可以实现速度、转矩和放大器模式控制；CLK、DIR脉冲信号，可以实现速度和位

13、置模式控制；CLK步进脉冲信号，上升沿有效。 DIR是方向信号，高电平控制电机正转，低电平控制电机反转。悬空时为高电平状态。此信号只在步进脉冲信号输入时有效。 BRAKE是急停信号，当置为低电平时，驱动器将迅速制动电机并保持使能状态。置为高电平时，取消急停状态。 LEFT和RIGHT是限位信号，下降沿触发限位功能。检测到限位信号后，驱动器将迅速制动电机并保持使能状态，这时电机只能向未限位的方向旋转。 IN1，IN2为预留输入接口。 OUT1为预留输出接口。 FAULT是驱动器输出的出错信号，集电极开路，用户最高可以上拉到30V。当系统产生保护时，输出低电平；正常状态时，输出高电平。输入电流小于

14、5mA。（6）+5VOUT ，GND， A+ ，A-， B+， B- ，Z+ ，Z- ，TA+，TA-：反馈输入接口 +5Vout是驱动器提供的编码器电源，最大输出电流100mA。 A+ ，A-， B+， B- ，Z+ ，Z-为编码器信号接口（当输入单端信号时，只接正端）。 TA+，TA-测速机信号接口。3接线图（1） 当反馈元件为光电编码器时，接线图如下：（2） 当反馈元件为测速机的典型接线图：4串口连接 公司提供专用电缆，DB9插头符合标注定义，可同计算机串口相连。线缆标识定义：驱动器标号颜色DB9引脚号TX红2RX蓝3GND黄（或绿）55安装尺寸(单位：mm)四操作说明1初始化设置1.1

15、 驱动器出厂时的默认参数如下：指令参数说明ENA内部使能有效SMOD0速控模式，信号源数字指令SR正电压输入电机正转BAUD9600RS-232串口波特率9600bpsCAN波特率500bpsSPC40000最大峰值电流40ASCC20000最大连续电流20AA50加速度50P100比例系数100I20积分系数20D0微分系数0MK2000速度前馈系数2000MP80位置比例系数80MI0位置积分系数0MD0位置微分系数0 Ip100电流比例系数100 Ii10电流积分系数10Id0电流微分系数0SSP5000最高速度5000RPMSMV0PWM速控模式的最小速度0RPMSMAV200死区电压

16、200mVSPE0禁用软件位置限制SPH2000000000设置位置范围上限SPL-2000000000设置位置范围下限SPHE0禁用硬件位置限制STW1步宽1ENC2000编码器分辨率2000（500线）SPT5设置延迟保护时间5msSER255设置步进脉冲位置模式最大位置跟踪误差(-255+255)SSFT0反馈元件增量式编码器1.2 参数设置： 用户需要根据所选的电机、测速机、编码器及负载情况重新设置参数并存储。设置方法如下： 通过本公司提供的伺服运控管理系统软件进行设置，在相应栏目输入参数，分别点击“设置”和“保存至EEPROM”两个按钮，即可存储； 根据通讯协议，用户通过数字指令（R

17、S232或CAN）分别进行设置，最后通过指令“ESA”保存至EEPROM。 注意：参数设置后，驱动器只是暂存参数，必须保存至EEPROM，才能永久生效。2速度控制模式2.1 数字指令（RS232、CAN）速度控制模式（SMOD0）（1）指令：V 参数如：V1000 启动速控模式，电机开始以设定的速度运动。（2）相关指令：A（加速度）2.2 差分模拟信号速度控制模式（SMOD1）（1）AIN+，AIN-输入电压范围：-10V+10V；输入电压VIN = (AIN+) (AIN-)；（2）相关指令：SSP（最大速度），SMAV（死区电压），SL，SR 最大速度：SSP 参数例如，SSP5000。电

18、机允许速度范围：-50005000 RPM。 死区电压：SMAV 参数例如：SMAV200。当输入信号电压范围在 200mV到200mV时，电机速度为零；模拟电压控制速度的特性曲线如图： 注：如果死区电压值设置过低，在该端口悬空时，驱动器可能会控制电机以一个很低的速度旋转。电机转速和输入电压的关系： V = SSP VIN10V 转向：SL、SR通过两条指令可以设置电机运转方向。当设置SR时，输入正电压时，电机正转；设置SL时，输入正电压时，电机反转；此指令仅在模拟信号输入控制时有效，其余模式无效特别提示：此功能可以方便用户在只提供010V的电压下，实现电机的双向运转。2.3 PWM速度控制模

19、式 (SMOD2)（1）PWM信号规范：频率范围：100-500Hz；占空比范围：0%占空比100%。（2）工作原理当占空比50%，V = 0；占空比50%，电机反转；占空比50%，电机正转。计算公式：V = SSP x（占空比 x 100 50） 50（3）相关指令：SMV（最小速度）为了保证 PWM占空比50%时，电机速度绝对为零，可用SMV指令设置最小速度2.4 CLK脉冲速度控制模式 （SMOD3）（1）脉冲输入频率范围：0200KHz（2）相关指令： 设置最大速度：SSP 参数 设置最大加速度：A 参数 设置步宽：STW 参数 读取步宽值：GSTW 设置脉冲输入最高频率 SSK +参

20、数 读取脉冲输入最高频率 GSK（3）工作原理当采用编码器作为反馈元件时，电机转速与输入脉冲的频率成正比： 转速与脉冲频率之间的关系如下：转速脉冲频率x步宽（STW）x 60 编码器分辨率（4倍线数）当采用测速机作为反馈元件时： 转速与脉冲频率之间的关系如下：转速最高转速 x（脉冲频率脉冲输入最高频率SSK）（4）通过DIR信号控制方向。2.5 单端模拟电压速度控制模式（SMOD5）(1) POT，0V：输入电压范围0+5V； （2）相关指令：SSP（最大速度），SMAV（死区电压），SL、SR 最大速度： 参数例如，SSP5000 意即：电机允许速度范围：-50005000 RPM。 死区电

21、压：SMAV 参数例如：SMAV200。当输入信号电压范围在2.5V199mV时，电机速度为零；模拟电压控制速度的特性曲线如图：当输入模拟信号电压为VIN伏时：当VIN=2.5V时，V=0；当VIN2.5V时，电机正转；当 VIN2.5V时，电机反转。电机运行速度计算公式为：V = SSP x（VIN - 2.5V）2.5V；注：如果死区电压值设置过低，在该端口悬空时，驱动器可能会控制电机以一个很低的速度旋转。 转向：SL、SR通过两条指令可以设置电机运转方向。当设置SR时，输入正信号时，电机正转；设置SL时，输入正信号时，电机反转；此指令仅在模拟信号输入控制时有效，其余模式无效。3位置控制模

22、式3.1数字指令（RS232、CAN）位置控制模式 （SMOD256）（1）启动条件：电机停止运动时，才能启动位置控制模式（2）相关指令： 设置绝对位置：PO + 参数把当前位置设置为参数对应的绝对位置。如：PO0，则当前位置被设置为绝对零点。 设置最大速度：SSP 参数 设置最大加速度：A 参数 以绝对位置参量设置目标位置：M 参数如：M2000，从当前位置运动到绝对位置2000；M-2000，从当前位置运动到绝对位置-2000。 以相对位置参量设置目标位置：MR 参数如：MR2000，从当前位置正向运动2000个单位；MR-2000，从当前位置负向运动2000个单位。3.2 CLK 脉冲位

23、置控制模式 （SMOD259）（1）脉冲输入频率范围：0200KHz（2）相关指令： 设置最大速度：SSP 参数 设置最大跟踪误差：SER 参数 设置最大加速度：A 参数 设置步宽：STW 参数 读取步宽值：GSTW（3）工作原理脉冲输入端每接收一个脉冲，电机运转一个步宽；位置与及转速的计算公式如下：位置（圈数）脉冲个数X步宽（STW） 编码器分辨率（4倍线数）转速（RPM）脉冲频率x步宽（STW）x 60 编码器分辨率（4倍线数）（4）通过DIR信号控制方向。4. 转矩控制模式4.1数字指令（RS232、CAN）转矩控制模式 （SMOD512）（1）相关指令： 设置最大连续电流：SCC +

24、参数 设置输出目标电流：EC + 参数 例如： EC5000 输出5000mA电流，驱动器向电机施加正向电流。4.2 差分模拟电压转矩控制模式 （SMOD513） （1）AIN+，AIN-输入电压范围：-10V+10V；输入电压VIN = (AIN+) (AIN-)；（2）相关指令： 设置最大连续电流：SCC + 参数 死区电压：SMAV 参数例如：SMAV200。当输入信号电压范围在 199mV到199mV时，输出电流为零。模拟电压控制输出电流的特性曲线如图：输出电流计算公式为：Iout = SCC x VIN 10V； 转向：SL、SR通过两条指令可以设置电机运转方向。当设置SR时，输入正

25、信号时，电机输出正向电流；设置SL时，输入正信号时，电机输出反向电流；此指令仅在模拟信号输入控制时有效，其余模式无效。特别提示：此功能可以方便用户在只提供010V的电压下，实现电流的双向控制。 4.3 PWM转矩控制模式 （SMOD514）（1）PWM信号规范：频率范围：100-500Hz；占空比范围：0%占空比100%。（2）相关指令： 设置最大连续电流：SCC + 参数（3）工作原理：占空比50%，Iout= 0；占空比50%，输出反向电流；占空比50%，输出正向电流。计算公式： Iout = SCC x（占空比 x 100 50）/50注意；为了保证 PWM占空比50%时，转矩输出为零，

26、驱动器将0.195设置为死区，即在（50-0.195） 占空比 2.5V时，电机正转；当 VIN2.5V时，电机反转。输出电流计算公式为：Iout = SCC x （VIN - 2.5V） 2.5V； 转向：SL、SR通过两条指令可以设置电机运转方向。当设置SR时，输入正信号时，电机输出正向电流；设置SL时，输入正信号时，电机输出反向电流；此指令仅在模拟信号输入控制时有效，其余模式无效。济南三腾电子科技有限公司地址：中国山东济南市历下区山大路157号华强广场C座2305 250013电话：0531- 67866766传真：0531- 67757187网址： 邮箱： santengdianzi5 放大器控制模式5.1数字指令（RS232、CAN）放大器控制模式 （SMOD768）相关命令： AM + 参数如：AM20，则驱动器输出电压：Vout 电源电压x 20100；AM-20，则驱动器输出电压： Vout 电源电压x (-20)100；5.2差分模拟电压放大器控制模式 （SMOD76