BLDC驱动器模拟信号调速的接线方法及配置.docx
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BLDC驱动器模拟信号调速的接线方法及配置
BLDC驱动器模拟信号调速的接线方法及配置
1.1模拟信号调速的接法和配置
模拟信号的用法可配置为单端模拟信号调速/位置控制、差分模拟信号调速/位置控制、双单端模拟信号独立调速/位置控制方式和双单端模拟信号协同调速方式/位置控制(如何配置模拟信号的用法,见6.3.5节的0x0084寄存器的描述)。
模拟信号在各种用法下的接线和配置方法如下。
1.1.1单端模拟信号调速(电平触发)
此用法使用单端模拟信号对电机调速(电平触发),使用开关量/逻辑电平控制电机转动方向和启停。
单端模拟信号调速的接法如图4.15所示。
IN1接模拟信号AI1,用于电机调速。
当使用开关量控制电机正反转和启停时,开关K1接IN2与COM间,控制电机方向,开关K2接IN3与COM间,控制电机启停;当使用逻辑电平控制电机正反转和启停时,IN2接逻辑电平DI1,控制电机方向,IN3接逻辑电平DI2,控制电机启停。
COM接信号地,VO为故障输出。
限位开关SQ1和SQ2分别对正转和反转进行限位。
图4.15单端模拟信号调速(电平触发)开关量(左图)/逻辑电平(右图)控制的接法
通过配置数字信号不同的类型和极性(如何配置数字信号类型和极性见6.3.5小节系统参数配置寄存器0x0081和0x0085),我们可以通过对模拟信号、开关量和逻辑电平的不同的操作方法来实现电机的启停和正反转控制,控制逻辑如表4.15所示。
表4.15单端模拟信号调速(电平触发)的控制逻辑
数字信号类型
数字信号极性
实现的功能
操作方法
所属接线方案
开关量
低电平/闭合(默认)
调速
模拟信号AI1调节转速
开关
正转
K1断开,K2断开
反转
K1闭合,K2断开
停止
K2闭合
高电平/断开
调速
模拟信号AI1调节转速
正转
K1闭合,K2闭合
反转
K1断开,K2闭合
停止
K2断开
逻辑电平
低电平/闭合(默认)
调速
模拟信号AI1调节转速
电平
正转
DI1高电平,DI2高电平
反转
DI1低电平,DI2高电平
停止
DI2为低电平
高电平/断开
调速
模拟信号AI1调节转速
正转
DI1低电平,DI2低电平
反转
DI1高电平,DI2低电平
停止
DI2高电平
单端模拟信号调速(电平触发)方式下,驱动器支持占空比调速、闭环调速和力矩控制三种调速方法,各调速方式拨码的开关配置方法如图4.16所示,拨码开关的第1-3位配置电机额定电流(如何配置电机的额定电流见表2.3);第4-5位配置信号源(如何配置信号源见表2.4),我们将信号源配置为模拟信号,即第4位拨到ON,第5位拨到OFF;第4-7位配置工作模式(如何配置工作模式见表2.5),第8位配置控制方式,我们将控制方式配置为数字/模拟信号控制方式,即第8位拨到OFF。
拨码开关拨到上方为ON,下方为OFF。
从左至右依次是第1-8位。
图4.16单端模拟信号调速(电平触发)的拨码开关配置
单端模拟信号调速方式下,相关寄存器的参考配置如表4.16所示。
表4.16单端模拟信号调速(电平触发)方式相关寄存器的配置
寄存器地址
寄存器作用
值
描述
0x0080
限位触发极性
0,1,2,3,4
0:
低电平触发(默认)
1:
高电平触发
2:
下降沿触发
3:
上升沿触发
4:
禁用限位功能
0x0081
数字信号极性
0,1
0:
低电平触发(默认)
1:
高电平触发
0x0084
模拟信号类型
0
单端模拟信号(默认)
0x0085
逻辑电平类型
0,1,2,3
0:
开关量(默认)
1:
0/3.3V
2:
0/5V
3:
0/12V或0/24V
0x0088
模拟量范围最小值
0
模拟量范围最小值为0(默认)
0x0089
模拟量范围最大值
0x2710
模拟量范围最大值为3300mV(默认),也可根据需求配置为其它值
0x008a
逻辑电平阈值
0x07D0
开关量逻辑电平电压阈值可配置为2000mV(默认),
其它逻辑电平另行配置
0x0096-0x0097
模拟信号调整系数k
1.0f
默认值1.0f,用来调整模拟信号倍率
0x0098
模拟信号调整系数b
0
单位为mV,默认值0;用来修正模拟信号死区
1.1.2单端模拟信号调速(边沿触发)
此用法使用单端模拟信号对电机调速(边沿触发),使用开关量/逻辑电平控制电机转动方向和启停。
单端模拟信号调速的接法如图4.17所示。
IN1接模拟信号AI1,用于电机调速。
当使用开关量控制电机正反转时,开关K1接IN2与COM间,控制电机正转,开关K2接IN3与COM间,控制电机反转;当使用逻辑电平控制电机正反转时,IN2接逻辑电平DI1,控制电机正转,IN3接逻辑电平DI2,控制电机反转。
COM接信号地,VO为故障输出。
限位开关SQ1和SQ2分别对正转和反转进行限位。
图4.17单端模拟信号调速开关量(边沿触发)(左图)/逻辑电平(右图)控制的接法
通过配置数字信号不同的类型和极性(如何配置数字信号类型和极性见6.3.5小节系统参数配置寄存器0x0081和0x0085),我们可以通过对模拟信号、开关量和逻辑电平的不同的操作方法来实现电机的启停和正反转控制,控制逻辑如表4.17所示。
表4.17单端模拟信号调速(边沿触发)的控制逻辑
数字信号类型
数字信号极性
实现的功能
操作方法
所属接线方案
开关量
下降沿/闭合瞬间
调速
模拟信号AI1调节转速
自保
正转
K1闭合后断开,K2始终断开
反转
K2闭合后断开,K1始终断开
停止
限位或调速到0时停止
上升沿/断开瞬间
调速
模拟信号AI1调节转速
正转
K1断开后闭合,K2始终闭合
反转
K2断开后闭合,K1始终闭合
停止
限位或调速到0时停止
逻辑电平
下降沿/闭合瞬间
调速
模拟信号AI1调节转速
边沿
正转
DI1由高电平变低电平,DI2始终高电平
反转
DI2由高电平变低电平,DI1始终高电平
停止
限位或调速到0时停止
上升沿/断开瞬间
调速
模拟信号AI1调节转速
正转
DI1由低电平变高电平,DI2始终低电平
反转
DI2由低电平变高电平,DI1始终低电平
停止
限位或调速到0时停止
单端模拟信号调速(边沿触发)方式下,驱动器支持占空比调速、闭环调速和力矩控制三种调速方法,各调速方式拨码的开关配置方法如图4.18所示,拨码开关的第1-3位配置电机额定电流(如何配置电机的额定电流见表2.3);第4-5位配置信号源(如何配置信号源见表2.4),我们将信号源配置为模拟信号,即第4位拨到ON,第5位拨到OFF;第4-7位配置工作模式(如何配置工作模式见表2.5),第8位配置控制方式,我们将控制方式配置为数字/模拟信号控制方式,即第8位拨到OFF。
拨码开关拨到上方为ON,下方为OFF。
从左至右依次是第1-8位。
图4.18单端模拟信号调速(边沿触发)的拨码开关配置
单端模拟信号调速方式下,相关寄存器的参考配置如表4.18所示。
表4.18单端模拟信号调速(边沿触发)方式相关寄存器的配置
寄存器地址
寄存器作用
值
描述
0x0080
限位触发极性
0,1,2,3,4
0:
低电平触发(默认)
1:
高电平触发
2:
下降沿触发
3:
上升沿触发
4:
禁用限位功能
0x0081
数字信号极性
2,3
2:
下降沿触发
3:
上升沿触发
0x0084
模拟信号类型
0
单端模拟信号(默认)
0x0085
逻辑电平类型
0,1,2,3
0:
开关量(默认)
1:
0/3.3V
2:
0/5V
3:
0/12V或0/24V
0x0088
模拟量范围最小值
0
模拟量范围最小值为0(默认)
0x0089
模拟量范围最大值
0x2710
模拟量范围最大值为3300mV(默认),也可根据需求配置为其它值
0x008a
逻辑电平阈值
0x07D0
开关量逻辑电平电压阈值可配置为2000mV(默认),
其它逻辑电平另行配置
0x0096-0x0097
模拟信号调整系数k
1.0f
默认值1.0f,用来调整模拟信号倍率
0x0098
模拟信号调整系数b
0
单位为mV,默认值0;用来修正模拟信号死区
1.1.3单端模拟信号位置控制(电平触发)
此用法使用单端模拟信号调节电机转动位置(电平触发),使用逻辑电平/开关量控制位置给定信号锁存和电机紧急停止。
单端模拟信号位置调速的接法如图4.19所示。
IN1接模拟信号AI1,用于调节电机转动位置。
当使用开关量控制时,开关K1接IN2与COM间,用于位置信号锁存,开关K2接IN3与COM间,控制电机紧急停止。
当使用逻辑电平控制时,IN2接逻辑电平DI1,用于位置信号锁存,IN3接逻辑电平DI2,控制电机紧急停止。
VO输出完成信号,COM接信号地。
限位开关SQ1和SQ2分别对正转和反转进行限位。
图4.19单端模拟信号位置(电平触发)的开关量(左图)/逻辑电平(右图)控制方式的接线
通过配置数字信号不同的类型和极性(如何配置数字信号类型和极性见6.3.5小节系统参数配置寄存器0x0081和0x0085),我们可以通过对模拟信号、逻辑电平和开关量不同操作方法来实现电机位置调节、信号锁存和紧急停止,控制逻辑如表4.21所示
表4.19单端模拟信号位置控制(电平触发)
数字信号类型
数字信号极性
实现的功能
操作方法
所属接线方案
开关量
低电平/闭合(默认)
调节位置
模拟信号AI1调节位置
开关
信号锁存
K1闭合,K2断开
紧急停止
K2闭合
高电平/断开
调节位置
模拟信号AI1调节位置
信号锁存
K1断开,K2闭合
紧急停止
K2断开
逻辑电平
低电平/闭合(默认)
调节位置
模拟信号AI1调节位置
电平
信号锁存
DI1低电平,DI2高电平
紧急停止
DI2为低电平
高电平/断开
调节位置
模拟信号AI1调节位置
信号锁存
DI1高电平,DI2低电平
紧急停止
DI2高电平
单端模拟信号位置控制(电平触发)的拨码开关配置方法如图4.20所示,拨码开关的第1-3位配置电机额定电流(如何配置额定电流见表2.3);第4-5位配置信号源(如何配置信号源见表2.4),我们将信号源配置为模拟信号,即第4位拨到ON,第5位拨到OFF;第6-7位配置工作模式(如何配置工作模式见表2.5),我们将工作模式配置为位置控制,即第6-7位均拨到ON;第8位拨到OFF,我们将控制方式配置为数字/模拟信号控制方式,即第8位拨到OFF。
拨码开关拨到上方为ON,下方为OFF。
从左至右依次是第1-8位。
图4.20单端模拟信号位置控制(电平触发)拨码开关配置
单端模拟信号位置控制(电平触发)方式下,相关寄存器的参考配置如表4.20所示。
表4.20单端模拟信号位置控制(电平触发)方式相关寄存器的配置
寄存器地址
寄存器作用
值
描述
0x0080
限位触发极性
0,1,2,3,4
0:
低电平触发(默认)
1:
高电平触发
2:
下降沿触发
3:
上升沿触发
4:
禁用限位功能
0x0081
数字信号极性
0,1
0:
低电平触发(默认)
1:
高电平触发
0x0084
模拟信号类型
0
单端模拟信号(默认)
0x0085
逻辑电平类型
0,1,2,3
0:
开关量(默认)
1:
0/3.3V
2:
0/5V
3:
0/12V或0/24V
0x0088
模拟量范围最小值
0
模拟量范围最小值为0(默认)
0x0089
模拟量范围最大值
0x2710
模拟量范围最大值为3300mV(默认),也可根据需求配置为其它值
0x008a
逻辑电平阈值
0x07D0
开关量逻辑电平电压阈值可配置为2000mV(默认),
其它逻辑电平另行配置
0x0096-0x0097
模拟信号调整系数k
1.0f
默认值1.0f,用来调整模拟信号倍率
0x0098
模拟信号调整系数b
0
单位为mV,默认值0;用来修正模拟信号死区
0x00a0
位置复位模式
1,2,3,4
1:
SQ2复位(默认)
2:
SQ1复位
3:
SQ2复位并细调
4:
SQ1复位并细调
0x00a2-0x00a3
总行程
可通过行程学习获得总行程
0x00a7
要忽略的信号变化量
1
忽略0.1%以下的输入模拟信号电压波动(默认)
用于滤波,以消除干扰信号造成电机抖动
0x00a9
复位时电流
0~700
非零时,乘以0.01为复位时的最大负载电流,单位为A;为零时,使用系统参数配置的最大负载电流;用以配置复位时的转矩。
对于使用电机堵转检测方式复位时,这里的电流配置为恰能平稳拖动负载即可,同时堵转停止时间配置为非零。
0x008e
堵转停止时间
0~255
数值乘以0.1为堵转停止时间,单位为s;对于使用电机堵转检测方式(未使用限位开关检测行程)复位时,堵转停止时间应配置为非零,建议配置为0.1~1s,以便堵转检测。
1.1.4单端模拟信号位置控制(边沿触发)
此用法使用单端模拟信号调节电机转动位置(边沿触发),使用逻辑电平/开关量控制位置给定信号锁存和电机紧急停止。
单端模拟信号位置调速的接法如图4.21所示。
IN1接模拟信号AI1,用于调节电机转动位置。
当使用开关量控制时,开关K1接IN2与COM间,控制电机正转,开关K2接IN3与COM间,控制电机反转。
当使用逻辑电平控制时,IN2接逻辑电平DI1,控制电机正转,IN3接逻辑电平DI2,控制电机反转。
VO输出完成信号,COM接信号地。
限位开关SQ1和SQ2分别对正转和反转进行限位。
图4.21单端模拟信号位置(边沿触发)的开关量(左图)/逻辑电平(右图)控制方式的接线
通过配置数字信号不同的类型和极性(如何配置数字信号类型和极性见6.3.5小节系统参数配置寄存器0x0081和0x0085),我们可以通过对模拟信号、逻辑电平和开关量不同操作方法来实现电机位置调节、信号锁存和紧急停止,控制逻辑如表4.21所示
表4.21单端模拟信号位置控制(边沿触发)
数字信号类型
数字信号极性
实现的功能
操作方法
所属接线方案
开关量
下降沿/闭合瞬间
调节转速
模拟信号AI1调节转速
自保
正转到最大行程
K1闭合后断开,K2始终断开
反转到行程起点
K2闭合后断开,K1始终断开
停止
限位或运动到端点时停止
上升沿/断开瞬间
调节转速
模拟信号AI1调节转速
正转到最大行程
K1断开后闭合,K2始终闭合
反转到行程起点
K2断开后闭合,K1始终闭合
停止
限位或运动到端点时停止
逻辑电平
下降沿/闭合瞬间
调节转速
模拟信号AI1调节转速
边沿
正转到最大行程
DI1由高电平变低电平,DI2始终高电平
反转到行程起点
DI2由高电平变低电平,DI1始终高电平
停止
限位或运动到端点时停止
上升沿/断开瞬间
调节速度
模拟信号AI1调节转速
正转到最大行程
DI1由低电平变高电平、DI2始终低电平
反转到行程起点
DI2由低电平变高电平、DI1始终低电平
停止
限位时停止
单端模拟信号位置控制(边沿触发)的拨码开关配置方法如图4.23所示,拨码开关的第1-3位配置电机额定电流(如何配置额定电流见表2.3);第4-5位配置信号源(如何配置信号源见表2.4),我们将信号源配置为模拟信号,即第4位拨到ON,第5位拨到OFF;第6-7位配置工作模式(如何配置工作模式见表2.5),我们将工作模式配置为位置控制,即第6-7位均拨到ON;第8位拨到OFF,我们将控制方式配置为数字/模拟信号控制方式,即第8位拨到OFF。
拨码开关拨到上方为ON,下方为OFF。
从左至右依次是第1-8位。
图4.22单端模拟信号位置控制(边沿触发)拨码开关配置
单端模拟信号位置控制(边沿触发)方式下,相关寄存器的参考配置如表4.22所示。
表4.22单端模拟信号位置控制(边沿触发)方式相关寄存器的配置
寄存器地址
寄存器作用
值
描述
0x0080
限位触发极性
0,1,2,3,4
0:
低电平触发(默认)
1:
高电平触发
2:
下降沿触发
3:
上升沿触发
4:
禁用限位功能
0x0081
数字信号极性
2,3
2:
下降沿触发
3:
上升沿触发
0x0084
模拟信号类型
0
单端模拟信号(默认)
0x0085
逻辑电平类型
0,1,2,3
0:
开关量(默认)
1:
0/3.3V
2:
0/5V
3:
0/12V或0/24V
0x0088
模拟量范围最小值
0
模拟量范围最小值为0(默认)
0x0089
模拟量范围最大值
0x2710
模拟量范围最大值这里为3300mV(默认),也可根据需求配置为其它值
0x008a
逻辑电平阈值
0x07D0
开关量逻辑电平电压阈值可配置为2000mV(默认),
其它逻辑电平另行配置
0x0096-0x0097
模拟信号调整系数k
1.0f
默认值1.0f,用来调整模拟信号倍率
0x0098
模拟信号调整系数b
0
单位为mV,默认值0;用来修正模拟信号死区
0x00a0
位置复位模式
1,2,3,4
1:
SQ2复位(默认)
2:
SQ1复位
3:
SQ2复位并细调
4:
SQ1复位并细调
0x00a2-0x00a3
总行程
可通过行程学习获得总行程
0x00a7
要忽略的信号变化量
1
忽略0.1%以下的输入模拟信号电压波动(默认)
用于滤波,以消除干扰信号造成电机抖动
0x00a9
复位时电流
0~700
非零时,乘以0.01为复位时的最大负载电流,单位为A;为零时,使用系统参数配置的最大负载电流;用以配置复位时的转矩。
对于使用电机堵转检测方式复位时,这里的电流配置为恰能平稳拖动负载即可,同时堵转停止时间配置为非零。
0x008e
堵转停止时间
0~255
数值乘以0.1为堵转停止时间,单位为s;对于使用电机堵转检测方式(未使用限位开关检测行程)复位时,堵转停止时间应配置为非零,建议配置为0.1~1s,以便堵转检测。
1.1.5差分模拟信号调速
此用法使用差分信号控制电机转速和方向,使用开关或逻辑电平控制电机停止。
差分模拟信号调速的接法如图4.23所示。
其中,IN1接差分模拟信号同相端AI+,IN2接差分模拟信号反相端AI-,差分模拟信号电压我们记为VDM。
电机转动方向由VDM的正负决定。
当VDM>0时电机正转,当VDM<0时电机反转,当VDM=0时电机制动;电机的转速大小与差分信号电压的绝对值成正比;当VDM大于等于所设定的模拟信号范围的最大值时,电机全速转动;当VDM小于等于所设定的模拟信号范围的最小值时,电机停止。
可以通过寄存器0x0086和0x0087配置模拟量的范围(详见6.3.5小节系统参数配置寄存器)。
当使用逻辑电平控制电机停止时,IN3接逻辑电平DI1;当使用开关量控制电机停止时,IN3与COM间接开关K1;COM接信号地,VO为故障输出。
限位开关SQ1和SQ2分别对正转和反转进行限位。
图4.23差分模拟信号调速的开关量(左图)/逻辑电平(右图)控制方式的接线
通过配置数字信号不同的类型和极性(如何配置数字信号类型和极性见6.3.5小节系统参数配置寄存器0x0081和0x0085),我们可以通过对模拟信号、开关量和逻辑电平的不同的操作方法来实现电机的启停和正反转控制,控制逻辑如表4.23所示。
表4.23差分模拟信号调速控制逻辑
数字信号类型
数字信号极性
实现的功能
操作方法
所属接线方案
开关量
低电平/闭合(默认)
调速
通过差分模拟信号的电压VDM的幅值调节
差分
正转
VDM>0,K1断开
反转
VDM<0,K1断开
停止
K1闭合
高电平/断开
调速
通过差分模拟信号的电压VDM的幅值调节
正转
VDM>0,K1闭合
反转
VDM<0,K1闭合
停止
K1断开
逻辑电平
低电平/闭合(默认)
调速
通过差分模拟信号的电压VDM的幅值调节
差分
正转
VDM>0,DI1高电平
反转
VDM<0,DI1高电平
停止
DI2为低电平
高电平/断开
调速
通过差分模拟信号的电压VDM的幅值调节
正转
VDM>0,DI1低电平
反转
VDM<0,DI1低电平
停止
DI2高电平
差分模拟信号调速控制方式下,驱动器支持占空比调速、闭环调速和力矩控制三种调速方式,拨码开关配置方法如图4.24所示。
拨码开关的第1-3位配置电机额定电流(如何配置电机的额定电流见表2.3);第4-5位配置信号源(如何配置信号源的选择见表2.4),我们将信号源配置为模拟信号,即第4位拨到ON,第5位拨到OFF;第6-7位配置工作模式(如何配置工作模式见表2.5),第8位配置控制方式,我们将控制方式配置为数字/模拟信号控制方式,即第8位拨到OFF。
拨码开关拨到上方为ON,下方为OFF。
从左至右依次是第1-8位。
图4.24差分模拟信号调速的拨码开关配置
差分模拟信号调速方式下,相关寄存器的参考配置如表4.24所示。
表4.24养分模拟信号调速方式相关寄存器的配置
寄存器地址
寄存器作用
值
描述
0x0080
限位触发极性
0,1,2,3,4
0:
低电平触发(默认)
1:
高电平触发
2:
下降沿触发
3:
上升沿触发
4:
禁用限位功能
0x0081
数字信号极性
0,1,2,3
0:
低电平触发(默认)
1:
高电平触发
2:
下降沿触发
3:
上升沿触发
0x0084
模拟信号类型
1
差分模拟信号
0x0085
逻辑电平类型
0,1,2,3
0:
开关量(默认)
1:
0/3.3V
2:
0/5V
3:
0/12V或0/24V
0x0088
模拟量范围最小值
0
模拟量范围最小值为0(默认)
0x0089
模拟量范围最大值
0x0CE4
差分模拟量范围最大值为3300mV,也可根据需求配置为其它值
0x008a
逻辑电平阈值
0x07D0
开关量逻辑电平电压阈值可配置为2000mV(默认),
其它逻辑电平另行配置
0x008b
电压比较死区
0
默认值0,单位为mV;用于使差分信号在0电压附近产生死区,电机保持停止状态
0x0096-0x0097
模拟信号调整系数k
1.0f
默认值1.0f,用来调整模拟信号倍率
0x0098
模拟信号调整系数b
0
单位为mV,默认值0;用来修正模拟信号死区
1.1.6差分模拟信号位置控制
此用法通过差分模拟信号调节电机转动位置,通过开关量/逻辑电平控制紧急停止。
差分模拟信号位置控制的接法如图4.25所示。
其中,IN1接差分模拟信号同相端AI+,IN2接差分模拟信号反相端AI-,差分模拟信号的电压我们记为VDM,转动位置由VDM的值决定。
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