型號: GS01-CBLD02
品牌: 攻關(guān)
電源方式: 直流電
尺寸: 120x76x33cm
連續(xù)輸出電流: 10A
輸入電壓: 50V
大輸出電流: 10A
1 概述
本公司研發(fā)生產(chǎn)的 BLDC 驅(qū)動器是一款高性能，多功能，低成本的帶霍爾傳感器直流無刷驅(qū)動器。 全數(shù)字式設(shè)計(jì)使其擁有靈活多樣的輸入控制方式，*的調(diào)速比，低噪聲，完善的軟硬件保護(hù)功 能，驅(qū)動器可通過串口通信接口與計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn) PID 參數(shù)調(diào)整，保護(hù)參數(shù)，電機(jī)參數(shù)，加減 速時間 等參數(shù)的設(shè)置，還可進(jìn)行 IO 輸入狀態(tài)，模擬量輸入，告警狀態(tài)及母線電壓的監(jiān)視。
1.1 驅(qū)動器參數(shù)列表
輸入電壓 | DC18V-50V |
工作電流 | <=10A |
電機(jī)霍爾類型 | 60 度,300 度,120 度,240 度 |
工作模式 | 霍爾速度閉環(huán) |
調(diào)速方式 | 0-5V 模擬量輸入, |
| 0-PWM 輸入（PWM 頻率范圍：1KHz-20KHz） |
| 內(nèi)部給定, |
| 多段速 1, |
| 多段速 2, |
調(diào)速范圍 | 0—6000RPM |
保護(hù)功能 | l 短路：當(dāng)異常電流大于 50A 時，產(chǎn)生短路保護(hù) |
| l 過流：當(dāng)電流超過工作電流設(shè)置值并持續(xù)一設(shè)定時間 |
| 后產(chǎn)生過流保護(hù) |
| l 過壓:當(dāng)電壓超過 55V 時產(chǎn)生過電壓保護(hù)。 |
| l 欠壓:當(dāng)電壓低于 18V 時產(chǎn)生欠電壓保護(hù)。 |
| l 霍爾異常：包括相位異常及值異常. |
工作環(huán)境 | 場合：無腐蝕性，易燃，易爆，導(dǎo)電的氣體，液體,粉塵 |
| 溫度：-10-55 ℃(無凍霜) |
| 濕度：小于 90%RH(不結(jié)露) |
| 海拔：小于 1000m |
| 振動：小于 0.5G, 10hz—60hz(非連續(xù)運(yùn)行) |
| 防護(hù)等級：IP21 |
散熱方式 | 自然風(fēng)冷 |
尺寸大小 | 120*76*33 單位:mm |
重量 | 250g |
1.2 特點(diǎn)
l 速度 PID 閉環(huán)控制，低速轉(zhuǎn)矩大，
l 調(diào)速范轉(zhuǎn)寬，0-6000RPM
l 運(yùn)行加減速時間可由軟件設(shè)定，實(shí)現(xiàn)平滑柔和運(yùn)行。
l 驅(qū)動器自身損耗小，效率高，溫升低，因此體積小，易安裝
l 多種速度控制方式，由軟件設(shè)定。
l 使能，方向，剎車輸入信號的極性可由軟件設(shè)定
l 多種完善的保護(hù)功能。
l 內(nèi)置剎車電阻及控制電路（可選），用于消耗再生能量，防止過電壓。
2 接口定義與連接圖
各端子在面板上的位置
2.1 控制信號輸入輸出端
2.1.1 引腳列表
引腳排列及相關(guān)名稱
端子引腳號 | 引腳名 | 定義說明 |
1 | GND | 信號地 |
2 | ALM | 報(bào)警輸出（開漏）電流應(yīng)限制在 20mA 內(nèi) |
3 | X1 | 多段速輸入 1 |
4 | PG | 霍爾信號異或輸出（開漏）電流應(yīng)限制在 20mA 內(nèi) |
5 | X2 | 多段速輸入 2 |
6 | 5V | 5V 電源輸出，輸出電流應(yīng)少于 20Ma （內(nèi)部為線性電源，過大電流會導(dǎo)致過熱） |
7 | X3 | 多段速輸入 3 |
8 | SV | 模擬信號輸入 |
9 | FR | 方向控制信號 |
10 | GND | 信號地 |
11 | EN | 使能信號，低電平有效 |
12 | BK | 剎車信號，高電平剎車，正常應(yīng)接 GND |
2.1.2 引腳 X1,X2,X3,EN,BK,FR 對應(yīng)的內(nèi)部電路
2.1.3 引腳 PG,ALM 對應(yīng)的內(nèi)部電路
2.2 霍爾信號輸入端
引腳排列及相關(guān)名稱
2.3 功率端子
功率端的引腳排列
端子引腳號 | 引腳名 | 定義說明 |
1 | GND | 電源輸入負(fù)端 |
2 | VDC | 電源輸入正端 DC18-50V |
3 | W | 電機(jī)相線 W |
4 | V | 電機(jī)相線 V |
5 | U | 電機(jī)相線 U |
2.4 通信接口
驅(qū)動器采用串行通信方式與計(jì)算機(jī)相連。接口為 RS232 電平。必須通過廠 商提供的電纜才能與計(jì)算機(jī)相連。物理接口采用 RJ12—6PIN 的網(wǎng)口插座， 其引腳排列如下圖，引腳號對應(yīng)名稱在下表中描述。
RJ12 座引腳圖
端子引腳號 | 引腳名 | 定義說明 |
1 | NC | 空 |
2 | TXD | MCU 數(shù)據(jù)發(fā)送端 |
3 | VCC | 5V 電源 |
4 | RXD | MCU 數(shù)據(jù)接收端 |
5 | GND | 地 |
6 | NC | 空 |
2.5 典型接線圖
3 控制端口功能說明
3.1 模擬量/PWM 輸入端子 SV
SV 用于模擬量輸入或者 PWM 輸入端，當(dāng)在 BLDC_2 軟件的輸入設(shè)置為“模擬輸入”或者 “PWM 輸入”方式時，該端口輸入的量作為速度的給定值，下面是接線圖及說明。
3.1.1 可調(diào)電阻調(diào)節(jié)模擬輸入
可調(diào)電阻接線圖
圖中可調(diào)電阻的阻值應(yīng)在 5K-10K 之前，在接分壓電阻時應(yīng)先確認(rèn)好電阻的兩 端及中間抽頭再連接，錯誤的接法有可能使 5V 電源短路導(dǎo)致驅(qū)動器損壞。若連接后， 或在調(diào)節(jié)分壓電阻時，驅(qū)動器電源 LED 指示燈變暗或者滅掉，應(yīng)立即斷開驅(qū)動器電源， 重新認(rèn)確電阻引腳后再接。
3.1.2 外部 0-10V 模擬量輸入
外部 0-10V 模擬接線圖
當(dāng) SV 連接外部模擬量輸入時，應(yīng)注意輸入的模擬電壓應(yīng)小于 5V，否則有可能損傷 內(nèi)部電路，高于 5V 時應(yīng)采用分壓電阻分壓，以保證分壓后的電壓大值小于 5V。
3.1.3 SV 用作 PWM 輸入端
PWM 輸入接線圖
驅(qū)動器中的 SV 用于 PWM 輸入時，其輸入量是開關(guān)量，應(yīng)滿 5V 電平要求。該 PWM 是真正的 PWM 輸入，并非是 PWM 濾波后轉(zhuǎn)為模擬量輸入。該 PWM 輸入信號的占空比可 為 0 到 任意值, PWM 頻率應(yīng)在 1KHz-20KHz 之間，頻率偏向低則 PWM 精度高。建議 PWM 頻率設(shè)定在 2KHz
3.2 FR 正反轉(zhuǎn)方向控制端子
FR 端子用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動方向。FR 端子不同電平切換時會根據(jù)加減速時間設(shè) 定值，先減速到 0，然后切換方向再從 0 速加度到給定值。如果電機(jī)拖動的負(fù)載慣量
大，應(yīng)適當(dāng)加大加減速時間,否在方向切換時有過流或者電壓過高的情況。
3.3 EN 電機(jī)使能端子
EN 腳與 GND 的接通與斷開可控制電機(jī)的運(yùn)行與停止，只有在 EN 腳與 GND 連 接時其它的操作才能被允許，若斷開則電機(jī)處于自由狀態(tài)，其它的操作被禁能。 當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)故障時，可以先斷開 EN 引腳，然后再接通來清除故障。
3.4 BK 剎車控制端子
當(dāng) BK 腳與 GND 腳的斷開時, 驅(qū)動器將三根相線短路，電機(jī)處于制動狀態(tài)。當(dāng) BK 腳與 GND 腳的接通時，電機(jī)脫離制動狀態(tài)。如果電機(jī)處于高速或者負(fù)載慣量 比較大時，剎車對電氣和機(jī)械裝置產(chǎn)生沖擊，損害大。除安全緊急制動外，應(yīng)避 免此類制動行為。為了減小動作時間，盡量把速度減少到比較安全范圍再進(jìn)行剎 車。
3.5 X1,X2,X3 多段速控制端子 在配置軟件中可設(shè)置多段速輸入模式
多段速模式有兩種，分別為模式 1 及模式 2，模式 1 為譯碼方式，模式 2 為位選 方式。
3.5.1 多段速模式 1
X1，X2，X3 與 GND 的斷開或?qū)梢越M合成 8 種不同的狀態(tài)對應(yīng) 8 段不同的 速度。通過不同狀態(tài)的切換實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速，不同轉(zhuǎn)速過渡按設(shè)定的加減速時間 進(jìn)行。
X1--GND | X2--GND | X3--GND | 速度段 | 值 |
閉合 | 閉合 | 閉合 | 速度段 0 | 用戶可設(shè) |
閉合 | 閉合 | 斷開 | 速度段 1 | 用戶可設(shè) |
閉合 | 斷開 | 閉合 | 速度段 2 | 用戶可設(shè) |
閉合 | 斷開 | 斷開 | 速度段 3 | 用戶可設(shè) |
斷開 | 閉合 | 斷開 | 速度段 4 | 用戶可設(shè) |
斷開 | 閉合 | 斷開 | 速度段 5 | 用戶可設(shè) |
斷開 | 斷開 | 閉合 | 速度段 6 | 用戶可設(shè) |
斷開 | 斷開 | 斷開 | 速度段 7 | 用戶可設(shè) |
多段速模式 1，X1，X2，X3 狀態(tài)對應(yīng)不同的速度段
3.5.1 多段速模式 2
多段速模式 2 為位選模式，即 X1，X2，X3 各對應(yīng)一個速度， 當(dāng) X1 閉合時，運(yùn)行速度段 0 設(shè)定的轉(zhuǎn)速，
當(dāng) X2 閉合時，運(yùn)行速度段 1 設(shè)定的轉(zhuǎn)速， 當(dāng) X3 閉合時，運(yùn)行速度段 2 設(shè)定的轉(zhuǎn)速，
當(dāng) X1，X2，X3 有兩個或全部閉合時，優(yōu)先級由高到低排列為 X1>X2>X3,如 X1， X2 同時閉合，則運(yùn)行速度段 0。X2，X3 同時閉合時，則運(yùn)行速度段 1。
當(dāng) X1，X2，X3 都斷開時，運(yùn)行速度段 3 設(shè)定的轉(zhuǎn)速。 切換后不同轉(zhuǎn)速過渡按設(shè)定的加減速時間進(jìn)行。
X1--GND | X2--GND | X3--GND | 速度段 | 值 |
閉合 | X | X | 速度段 0 | 用戶可設(shè) |
斷開 | 閉合 | X | 速度段 1 | 用戶可設(shè) |
斷開 | 斷開 | 閉合 | 速度段 2 | 用戶可設(shè) |
斷開 | 斷開 | 斷開 | 速度段 3 | 用戶可設(shè) |
多段速模式 2，X1，X2，X3 狀態(tài)對應(yīng)不同的速度段
3.6 ALM 報(bào)警輸出端子
ALM 信號輸出是三極管開漏輸出。當(dāng)驅(qū)動器 發(fā)生，短路，過流，霍爾信號錯誤， 過電壓，欠壓等異常時，在 ALM 輸出低電平。其吸收電流應(yīng)小于 50mA ,報(bào)警輸 出電路有如下幾種
(1)LED 指示燈輸出 (2)數(shù)字信號輸出 (3) 蜂鳴器輸出
3.7 PG 霍爾信號輸出端子
PG 信號用于提供電機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖信號，PG 信號為開漏輸出，測試時應(yīng)在 5V 與 PG
之間加一個 2K-10K 電阻作上拉電阻。 電機(jī)一個電周期內(nèi)將在 PG 信號端輸出 3 個脈沖。
機(jī)械周期=電周期*極對數(shù)
對于兩對極的電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周將產(chǎn)生 6 個脈沖，四對極則為 12 個脈沖。 電機(jī)轉(zhuǎn)動時在 PG 端輸出的頻率與轉(zhuǎn)速關(guān)系如下式
電機(jī)轉(zhuǎn)速（RPM）=20 x PG 信號頻率 / 電機(jī)極對數(shù)
3.8 PWR/ALM 指示燈
驅(qū)動器上有兩個 LED 指示燈，分別為紅色及綠色，紅色為 ALM 錯誤類型指示燈， 綠色為電源指示燈。上電后正常情況為綠燈常亮，如綠燈滅請確認(rèn)電源是否正常。 紅色指示燈通過不同的閃爍次數(shù)可指示出不同的狀態(tài)。如下表所示
：
LED 燈狀態(tài) | 表示 |
一直亮 | 外部或軟件禁能 |
隔一秒，閃爍 1 次 | 短路保護(hù) |
隔一秒，連續(xù)閃爍 2 次 | 霍爾值異常 |
隔一秒，連續(xù)閃爍 3 次 | 霍爾相位異常 |
隔一秒，連續(xù)閃爍 4 次 | 過流 |
隔一秒，連續(xù)閃爍 5 次 | 母線電壓過低 |
隔一秒，連續(xù)閃爍 6 次 | 母線電壓過高 |
4 使用操作
安全提示：在連接之前應(yīng)先看懂連接圖，在初次使用或者不熟悉本裝置時，應(yīng) 該使電機(jī)與負(fù)載斷開，以避免錯誤的接線產(chǎn)生振動等原因?qū)﹄姍C(jī)與負(fù)載的損害。
正確的安裝與連接的步驟如下:
（1） 連接 X3 上的各種控制信號線， 驅(qū)動使能信號 EN 是必須的。只有 EN 信號為低時(圖 中 EN 信號對的開關(guān)閉合時)驅(qū)動器才能驅(qū)動電機(jī)。在計(jì)算機(jī)軟件對驅(qū)動器配置之前應(yīng) 為高電平，即 EN 信號對應(yīng)的開關(guān)斷開。
（2） 連接電機(jī)的相線及霍爾信號線。連接時應(yīng)先確認(rèn)電機(jī)的相線及霍爾信號線定義。然后 按照定義與驅(qū)動器上的端子對應(yīng)正確連接。錯誤的接線可能導(dǎo)致上電調(diào)試時電機(jī)振動 或飛轉(zhuǎn)，異常報(bào)警等。
（3） 用通信電纜將驅(qū)動器與計(jì)算機(jī)連接，盡量避免上電后多次拔插通信電纜，防止地 電位不等或者靜電對接口芯片的損壞。
（4） 連接電源。注意電源的正負(fù)極方向。接反后，驅(qū)動器電源指示燈不亮，應(yīng)盡快斷開電 源，否則對電源本身及驅(qū)動器都有一定損害。
（5） 打開計(jì)算機(jī)，安裝并運(yùn)行配置軟件 BLDC_2，通過配置軟件對驅(qū)動器適配電機(jī)的霍爾 時序，極對數(shù)進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置輸入方式為內(nèi)部給定，點(diǎn)擊“配置”輸入一定的轉(zhuǎn)速， 建議設(shè)置為 300RPM,用于試運(yùn)行,設(shè)置完成后點(diǎn)擊“保存 EEPROM”。然后將外部使能 控制信號 EN 開關(guān)閉合，驅(qū)動器處于開始運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)轉(zhuǎn)動運(yùn)行到設(shè)定值。若出現(xiàn) 異常則斷開使能信號，重新檢查連接是否正確，異常情況描述請參考“常見問題”
（6） 正確硬件連接與軟件配置后，電機(jī)應(yīng)轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，噪聲較低，空載運(yùn)行時在軟件上監(jiān)視 電流小，且變動小。否則請重新確認(rèn)連接是否正確與配置是否無誤。
（7） 通過改變 FR 引腳信號切換電機(jī)轉(zhuǎn)動方向
