APX系列精密伺服驱动器
Accurate servo driver
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1.APX简介
APX系列可编程精密伺服驱动器具有紧凑的平板结构，拥有连续功率输出达5KW的单相或者三相离线电源机动组，纯数字CANopen网络控制直线，DDR，音圈或者有刷，无刷旋转电机。标准反馈有数字正交A/B编码器，旋转变压器反馈和模拟量sin/cos编码器反馈可选。
APX系列驱动器遵循CANopen DS-301 V4.01(EN-50325-4)应用层的DSP-402协议，DSP-402模式下支持：位置曲线，速度曲线，转矩曲线，位置插补（PVT）和回原点。
使用MCK高级软件调试驱动器简单又快速。驱动器与操作系统通过CAN或者RS232连接，依靠前面板上的16位旋转开关选择CAN地址。如果CAN总线中的设备多于15个，那多余的驱动器的地址位就需要使用编程来提供或者通过闪存进行设置。位置模式使用关于S曲线加速或者减速、最大速度和距离编程命令来执行完整的运动编程。PVT模式中，控制器发出一系列的运动增量点，比单个索引或运动曲线更多、更复杂。APX系列驱动器采用三阶插补方法连接这些点，控制电机在指定的速度和时间内到达指定的位置点。
回原点模式，有一系列的限位，index信号，原点开关，来寻找这个相对于机器的绝对参考原点。11个逻辑电平输入可编程作为逻辑或者原点开关、步进/编码器脉冲输入、设置、数字转矩、速度参考量、或者点击过温开关。第12号输入口作为使能功能接口。3个逻辑输出用来显示驱动器的默认设置和其他的状态指示。第4口标准隔离口既可以编程驱动电机制动器，也可以编程成一个逻辑输出。
APX系列驱动器除了能执行CANopen运动命令外，还可以在stand-alone模式下运行。电流/速度模式下，输入可以是正负10Vdc模拟量或者50%PWM或者PWM/极性。位置模式下，步进电机控制器能在脉冲/方向、CW/CCW格式、+/-10V模拟量或者主编码器的A/B正交命令下发送增量位置命令。电子齿轮中脉冲与位置的比例可以通过编程来设定。
输入电源范围:100-240 Vac，47-63 HZ，输出功率随输入功率的变化而变化。APX系列驱动器无论是单相或者三相线供电，都可以在大范围的工业环境中工作。信号和控制电流，与高压电源和连接主干线的转换开关相隔离。+24Vdc电源控制电路，保证驱动器断电后不会丢失位置信息，保持与控制系统的通信，驱动器再次上电后可以继续操作。
2.主要特性
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▶ 控制接口
CANopen
ASCII和离散I/O
步进控制命令(单端或者差分可选)
±10V模拟量位置/速度/转矩命令
PWM速度/转矩命令
主编码器（电子凸轮/齿轮）
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▶ 控制模式
运动序列，点对点，PVT
电子凸轮，齿轮，
位置，速度，转矩
▶ 通信通道
CANopen
RS232
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▶ 反馈
模拟量sin/cos编码器(可选)
旋转变压器（可选）
数字霍尔（U,V,W,120°电气相位差）
数字正交 A/B编码器，最大5M line/s
第二增量编码器输出
反电动势（Back-EMF）
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▶ I/O口 - 数字
12个输入，4个输出
▶ 体积：195x150x65mm
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3.信号&功率范围
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驱动器型号
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供电电压（VAC）
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连续电流Ic(A)
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峰值电流Ip(A)
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编码器类型
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APX-06A230-CALTE
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80-230
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6
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18
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增量编码器
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APX-12A230-CALTE
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80-230
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12
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36
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增量编码器
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APX-20A230-CALTE
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80-230
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20
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40
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增量编码器
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APX-20A230-CALTSC
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80-230
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20
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40
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Sin/Cos编码器
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APX-20A230-CALTR
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80-230
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20
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40
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旋转变压器
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4.电气特性
测试条件： 负载 = 3相星型连接负载 = 2mH线电感，环境温度 = 25℃，+HV = HVmax
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PWM输出
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类型
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3相MOSFET逆变器，15KHz中间对称PWM，空间矢量调制
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PWM纹波频率
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30KHz
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数字控制
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数字控制环
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电流，速度，位置，纯数字环控制
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采样周期
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电流环：15KHz(67us),速度/位置环：3KHz(333us)
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相位交换
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正弦定向控制或者无刷电机的梯形控制
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带宽
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电流环一般为2.5kHz,随参数调整与负载电感有所变化
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总线电压补偿
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改变总线电压(HV)或者主电压不影响带宽
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最小负载电感
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200 µH线电感
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命令输入（数字输入功能可编程）
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分布式控制模式
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CANopen
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位置，速度，转矩，回原点, 插补位置
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ASCII
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多个驱动器与单个RS-232端口连接
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Stand-alone模式
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模拟转矩，速度，位置参考量
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±10Vdc,12位精度，差分模拟输入专用
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输入阻抗
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74.8Ω，Ref(+)和Ref(-)之间
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数字位置参考量
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脉冲/方向，CW/CCW
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标准脉冲命令（最大输入频率：2MHz）
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编码器正交A/B信号
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2M line/sec，8M cout/sec（正交后）
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数字转矩与速度参考量
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PWM，极性
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PWM=0-100%，极性=1/0
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PWM50%
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PWM=50% ±50%,信号无极性要求
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PWM频率范围
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最小1kHz，最大100kHz
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PWM最小脉冲宽度
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220ns
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内置运动控制编程
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通过输入或者ASCII命令可以启动控制最多32个程序，
每一个程序都可以包括运动、I/O命令、时间延迟和其他的编程操作
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凸轮表
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主正交编码器提供凸轮表的位置索引，由数字输入启用凸轮功能。
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数字输入（可编程，以下只是默认设置）
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数量
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12
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输入[IN1-5,11,12]
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74HC14施密特触发器,330ns RC滤波，Vin-LO<+1.35Vdc，Vin-HI>+3.65VDC,最大+24VDC
[IN1]口作为驱动器的使能输入口，其它输入口可编程
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输入[IN6]
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74HC14施密特触发器,110ns RC滤波，Vin-LO<+1.35Vdc，Vin-HI>+3.65VDC,最大+12VDC
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输入[IN7-10]
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单端输入：2.5VDC参考电压的比较器，100ns RC滤波，Vin-LO<+2.3Vdc，Vin-HI>+2.45VDC
差分输入：在[IN7]-[IN9]和[IN8]-[IN10]之间的RS-485线接收器，100ns RC滤波器，最大+12VDC
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所有输入
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通过一个1KΩ的电阻上拉到+5Vdc,或者下拉到地，分组可选，有效电平可编程
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数据输出
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数量
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4
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[OUT1-3]
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灌电流MOSFET，通过二极管将1kΩ电阻上拉到5Vdc
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额定电流
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1Adc（最大），+40 Vdc (最大)，驱动感性负载时需要外接一个续流二极管
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RS-232端口
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信号
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RxD,TxD,Gnd，三个信号接在6位插口的RJ-11模型连接器的4个口中
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模式
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全双工传输，驱动器设置和控制的DTE串行通信接口，波特率9600～115200
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数据协议
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二进制或者ASCII
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CAN端口
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信号
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CANNH,CANL,Gnd，接在RJ-45模型连接器上
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格式
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CAN V2.0b物理层,兼容高速连接器
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数据
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符合CANopen 设备概要的 DSP-402子协议
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地址选择
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前面板中的16位旋转开关和3个额外的地址位可作为数据输入口或者作为闪存的编程输入口
【7位地址口，CAN网络中的127个节点】
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状态指示
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驱动器状态
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红色、绿色LED。驱动器的状态由LED的颜色、是否闪烁的情况进行指示
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CAN状态
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红色、绿色LED。CAN规格303-3指示器的状态由LED的颜色、是否闪烁的情况进行指示
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再生
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操作
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内部固体开关驱动外部再生电阻
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开启电压
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+HV > 390Vdc 再生电阻打开，再生电阻（可选）耗能
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去励磁电压
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+HV < 380Vdc 再生电阻关闭，再生电阻（可选）不耗能
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公差
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+-2VDC，适用开启电压或去励磁电压
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注意：
- 输出连续额定功率时要求有散热板或者强制控制冷却。
- [OUT4]可编程控制电机制动器，或者作为普通的数字输出。
- 实际电源电流与电源电压、相数、电机负载和操作条件有关系。当驱动器处于最大输入电压、在最大输出电压时有额定连续输出电流的情况下，上述电源电流将会达到最大值。
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数字正交A/B编码器
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类型
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正交，差分驱动器输出
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信号
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A,/A,B,/B,（X,/X，索引信号可选）
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频率
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5 MHz线频率，20 MHz正交计数频率
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模拟量编码器
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类型
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Sin/Cos，差分线驱动输出,0.5 Vpeak-peak（1.0 Vpeak-peak差分），
中心值一般为2.5 Vdc，共模电压0.25-3.75 Vdc
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信号
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Sin(+)，Sin(-),Cos(+),Cos(-)
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频率
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最大230 KHz线（周期）频率
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插补
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10位，1024脉冲/周期
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数字量霍尔
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类型
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数字，单端，120°电气相位差
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信号
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U,V,W
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频率
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要求转速>10,000 RPM时请联系我们
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模拟量霍尔
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类型
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HA/HB，差分线驱动输出,0.5 Vpeak-peak（1.0 Vpeak-peak差分），
中心值一般为2.5 Vdc，共模电压0.25-3.75 Vdc
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信号
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HA(+),HA(-),HB(+),HB(-)
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使用多模式端口作为主增量编码器位置反馈的输入
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旋转变压器
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类型
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无刷，单向旋转，1:1-2:1可编程转换频率
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分辨率
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14位（相当于4096线正交编码器）
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参考频率
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7.5 KHz
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参考电压
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2.8Vrms，驱动器自动调整以获得最大反馈
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参考最大电流
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100 mA
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最大RPM
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10,000+
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编码器仿真
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分辨率
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可编程到16,384 计数/转（相当于4096线编码器）
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缓存编码器输出
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26C31差分线驱动
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编码器电源供应
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电源
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+5 VDC @ 400 mA(编码器和霍尔元件)
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保护
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对过载有限流保护（750 mA @ 1 VDC）。编码器电源由 +24 Vdc提供，
移除交流电源时位置信号不会丢失
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电机连接
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相U,V,W
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星型或三角型
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霍尔U,V,W
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霍尔信号
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数字编码器
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A,/A,B,/B,X,/X
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模拟量编码器
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Sin(+),Sin(-),Cos(+),Cos(-),X,/X,（X和/X是数字信号）
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霍尔 & 编码器功率
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+5 Vdc ±2% @ 400 mAdc（最大）
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[IN5]Motemp
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电机过温传感器输入,4.99KΩ电阻上拉到+5Vdc或者下拉到地
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制动[OUT4]
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灌电流型电机制动驱动器
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壳体接地
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电机电线屏蔽
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保护
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HV过压
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+HV > +400 Vdc, 驱动器PWM输出关闭，直到 +HV<过压
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HV欠压
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+HV < 60Vdc 驱动器PWM输出关闭,直到 +HV >欠压
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驱动器过温
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IGBT温度>80℃±3℃,驱动器PWM输出关闭，直到IGBT少于这个极限值
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短路
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输出到输出，输出到地，内部PWM桥故障
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I2t电流限制
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可编程：连续电流，峰值电流，峰值电流持续时间
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电机过温
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当电机的过温开关转换成高阻状态或者开环状态时，驱动器关闭
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编码器电压丢失
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如果编码器+5V输出少于4.5Vdc，会发生反馈错误故障
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机械尺寸和环境
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尺寸
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191 x 140 x 64 mm
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重量
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1.36KG
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环境温度
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正常运行温度：0～+45℃。存储温度：-40℃～+85℃
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湿度
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0%～95%，无结露
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污染
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污染等级2
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环境
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IEC68-2:1990
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冷却
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连续功率输出时，需要加装散热器或采取强制空气冷却措施
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5.通信
5.1.MCK软件
驱动器通过CAN或者RS-232与操作系统连接，MCK软件可以简单、快速设置驱动器。配置驱动器的这些操作，都可以通过编程轻易做到。无刷电机霍尔传感器和相绕线的自动定相功能消除了在反复重写和重试的烦恼，线之间的连接只需要做一次就行了，其他的事情就交给MCK软件来做，通过编码器的线连接来建立正向运动的方向这种做法也就不需要了。
电机数据保存在.ccm文件中，驱动器数据保存在.ccx文件（包含所有驱动器设置数据和电机数据）。用文件的形式进行管理，简化系统，其他的驱动器能参照使用，一个驱动器参数配置好了，系统就很容易复制相同的设置和性能。
如果驱动器处于Stand-alone模式，它的命令输入来自外部控制器，MCK软件就用来对驱动器进行配置。操作在CAN模式下时，在CAN网络建立前后都可以使用MCK软件来编程。APX系列驱动器做为CAN节点时也可以使用MCK软件来控制，在MCK软件对驱动器进行设置时，驱动器作为CAN节点的功能暂时中止，待调整完毕以后，MCK软件释放对驱动器的控制，恢复驱动器CAN节点状态。
5.2.RS-232
APX系列驱动器作为一个DTE设备的配置：3线，全双工RS232接口，波特率从9600到115200，8位，无奇偶校验，1位停止位。SER-CK串口线连接计算机的COM端口和APX 的RS-232端口（J6）。
5.3.RS-232多点通信
RS-232不允许串联的设备超过两个。但是，多个APX系列驱动器可使用CAN电缆通过单个RS-232端口实现通信。在CAN协议下，0地址是专门为CAN主机预留的，其他的驱动器节点ID号不能为0，且必须唯一。如果驱动器的地址为0，那就是把它当作一个CAN主机，通过它转换RS-232数据给CAN网络中的其他节点驱动器。
5.4.ASCII通信
泰科的ASCII接口为ASCII格式命令设置，通过RS-232串口连接，可用来操作和监控泰科智能的驱动器，用与操作和监控泰科Accel-Drive ASP /APX/ACJ系列驱动器。例如，用MCK软件配置完基本的放大器参数后，ASCII接口可用于：
·在已编程的位置模式下使能放大器。
·轴回原点。
·监控位置、速度、和其他运行时间时发布运动命令。
5.5.CANopen
基于强大的双线通信总线CAN V2.0b物理层（最初设计用于汽车等对噪音和性价比有高要求的领域），CANopen增加了支持运动控制设备和命令同步的功能，对于多轴运动控制系统来说，既节省成本又高效。设备同步让多轴协调动作，就好像被单个控制卡驱动一样。
5.6.CANopen通信
APX系列驱动器利用 CAN物理层信号CANH,CANL和GND信号相连，遵循CANopen通信协议。驱动器赋CAN地址后，再安装CAN系统中的驱动器，单个CAN总线最大不能超过127个CAN节点，每个节点都有一个由7位地址组成的CAN地址，前面板的旋转开关控制低4位，当CAN系统中的节点少于16个时，只要使用旋转开关来赋地址就可以了。
在MCK软件的基础上安装16个或多个CAN节点时，可以使用旋转开关配置APX系列驱动器，或搭配数据输入和对闪存中的偏置进行编程来配置驱动器更高的CAN节点地址。
