ZYMC系列直流电机伺服驱动器
客户使用常遇问题解答(仅供参考)
六.关于驱动器输出串接电感L(低电感电机必须串接)或组成LC滤波可改进系统性能
十二.关于驱动效率的讨论
十三.关于光电隔离
十六.关于驱动器产品标签的说明
1. ZYMC系列直流电机伺服驱动器电流信号（VI）用下图方式取得，电流信号主体可实现四个功能:
(1).电流指示信号输出 (2).IRF（电流补偿） (3).限流 (4).过流保护。
2. 电机电流的测试通常是在电机回路串接一个电流表取得(±20A,±30A,±50A,见下图),单极性电流表只能测
一个方向电流,用户也可在电机回路串接一个１欧姆左右大功率电阻Ｒ，利用I=V/R估算出电机电流。
3. 测得电机两端电压波形为正或负的脉冲波,其脉冲波宽度受速度值控制,当停转时（电机速度值为0V时）电
机两端电压波形如下图所示（ Vpp = ±60V )。
4. 用户如果想用示波器测电机两端电压波形，则必须用隔离示波器，否则可能造成B端或C端对地短路（见下图）。
5. 用户如果想用万用表测电机两端电压值，则必须小心不要使表棒短接，否则过流保护电路来不及反应。
驱动器电源是系统工作时重要而且必不可少的环节,用户在使用中应了解:
1. 设计电源变压器时要注意
电源变压器输出E1与直流电压HV之间为1.414倍的关系,例如E1=100V,则HV=141V(当带上负载后,HV会略有下降)。
2. 电容C1起着储能与能量交换的作用,在满足电压要求情况下该值越大越好(通常: C1=2000uF-20000uF,耐压
取HV的1.5倍),由于内部电容C2受机箱尺寸限制不能取的很大,所以在高压大功率驱动系统中C1必不可少。
如果用户是使用蓄电池做为驱动器电源,它相当C1值无限大,无须再加电容。
3. 驱动器内部有过流保护电路,然而由于使用环境的复杂性及用户对系统的熟悉程度,对很多用户来说,外部保
护依然十分重要和必要(特别在大功率控制,进口设备改造,被控对象的不确定及其它重要控制场合),根据国
外使用范例,比较好的方法是在电机和电源回路各串接一个保险丝。
用户串接保限丝时,应优先考虑电机回路,其次是电源回路。
参考数据:电机回路保险丝(fuse2)取驱动器最大工作电流1 - 2倍左右。
电源回路保险丝(fuse1)取电机最大功率约 0.8 - 1.3倍左右。
保险丝溶断试验数据:250V/10A小玻璃管保险:
17A时烧断 (HV = 60V,HV = 100V)
250V/20A小玻璃管保险: 34A时烧断 (HV = 60V,HV =
100V)
250V/10A中玻璃管保险: 17A时烧断 (HV = 60V,HV =
100V)
250V/20A中玻璃管保险: 34A时烧断 (HV = 60V,HV =
100V)
500V/06A陶瓷管保险: 15A时烧断 (HV =
60V,HV = 100V)
500V/10A陶瓷管保险: 25A时烧断 (HV =
60V,HV = 100V)
4. 在高压大功率驱动系统中,电源合闸后会通过电容C1产生很大的浪涌电流，利用下面合闸浪涌电流抑制电路
可有效抑制浪涌电流的产生。动作原理为:
电源开机，继电器由于R,C1充电放缓吸合,当延迟一段时间后，HV达到最高值,此时继电器吸合,继电器开关
接通将R短路,使之不影响正常工作时电源功率。当工作完毕电源关机后,HV通过R2,R3放电,迅速回到0V。
直流电机驱动器可以控制直流伺服电机工作在超低速运转状态。
试验1：
在电机旋转1圈/60分钟的试验中，电机驱动器电压为60V，电机后轴装有一编码器，运动控制卡十二位精
度D/A转换器可以分别发出0000-4095速度值给直流电机驱动器，运动控制卡的编码器接口连接到电机编码器，
通过软件编程，可以实时采集，记录和数码显示编码器的脉冲数值。
试验目的有四个：
一是从编码器零位开始到编码器零位结束所记录的脉冲数应该是编码器总线数的四倍（卡内有四细分电路）。
二是测出电机旋转一圈时所花的时间。
三是在电机速度值为0000时，电机应不转，编码器读数应不变。
四是人为在电机轴上加负载扰动而电机速度应不变。
试验结果：
因为编码器在整个试验过程中仅做为位置和速度检测用，电机低速旋转的稳定性全靠直流电机驱动器性能
和测速发电机，试验相当成功，没有发现任何不良现象。
试验2：
在电机旋转1圈/24小时的试验中，电机驱动器电压为48V，电机为低速直流力矩电机，与电机同轴装有高
分辨率钢带码，钢带码信号输出送到运动控制卡，在运动控制卡内，钢带码信号一路通过F/V转换做为速度反
馈信号，另一路通过计数器做为位置信号。通过对运动控制卡的软件编程，可以实时检测，调整电机速度。
直流电机驱动器在高速启停,高速正反转换向时，会产生泵升电压，泵升电压往往会高出驱动器额定电压很
多，转速越高，泵升电压越高。 驱动器在低电压下使用时，泵升电压影响不大，但在高电压，大功率情况下使
用时，泵升电压有时会损坏功放电路。
高电压，大功率驱动器出厂时，内部通常装有压敏电阻，当泵升电压超过压敏电阻工作电压时，压敏电阻瞬
间可以通过高达数千安的释放电流，从而抑制泵升电压的进一步升高，用户也可以用以下方法降低泵升电压：
1.尽可能加大电机电源滤波电解电容的容量。
2.软件编程时控制电机速度值线性变化,不使其产生突变。
3.驱动器外部加RC(或C)滤波，使送到驱动器上的速度值不产生突跳(如下图所示)。
4.用外接分流器的方式将泵升电压限制在一定范围（了解国外产品）
动作原理： 如下图所示,电压比较器负端稳在+12V电平上，正端调节到+11V到+11.5V左右，当泵电压升高到高
于设 定值时，比较器输出高电平，触发MOSFET管导通，大电流通过R4释放到地，从而限制了泵电压的升高。
ZYMC系列直流电机驱动器在控制直流电机运行时，做为对比试验，在电机轴上分别装了1000线和12500
线编码器，试验中编码器线长20米，运动控制卡中有编码器四细分电路，电机旋转一圈分别为4000和50000
个脉冲。试验发现当电机轴上装有低分辨率编码器时，运动控制卡读数准确，旋转多圈后的累计误差等于
零，而当采用高分辨率的编码器后，运动控制卡读数出现错误，表现为少计脉冲。后在电路中加入如下图
所示的LC滤波电路，上述问题得到完全解决。
案例1：用户在对进口机床改造时，遇到了低电感系数电机（国外叫："pancake"and"basket-wound"），此时
驱动器接上后电机不转。遇到这种情况，只要在电机回路串接一个不小于200UH的电感器就好了。
案例2：用户系统工作时,能听到电机电流产生的纹波杂音,后在驱动器输出串接如上图所示LC滤波，杂音全无。
注意事项:
1.用户不可用50HZ电源滤波器或用普通电源变压器磁芯绕制电感，因频响太低，会造成驱动器短路。
2.驱动器电源电压很高时，C1，C2容量要适当减小，否则电感会很热。
用户单台(或者多台)驱动器组成系统时，为了最大限度减小干扰，请注意以下事项：
1.控制信号线最好用带屏蔽的双绞线，且尽可能远离其它线。
2.电机线与测速反馈线最好分别用带屏蔽的双绞线，中间部分应尽可能保持分开。
3.电源线最好用带屏蔽的双绞线，线要尽可能的短，若电源线较长，则最好在驱动器入口处外加一个不小于
1000U的电解电容（见下图C2）。
4.所有屏蔽电缆应在一合适点接地，多台驱动器相连接时，电源线应在一点引出，如下图所示。
5.更多了解请点击此处了解国外详细介绍)
案例:
很多用户反映,在用驱动器,直流电机,直流测速机组成速度闭环系统时，在驱动器速度值为零的情况下,电机时
常会出现慢速漂移现象。
原因：
1.主要原因是在测速发电机。因为大多数测速发电机其特性不是完全线性的，电刷与换向器之间有接触电压
降，会出现死区，死区大小与电刷材料的性质，电刷的接触压力及周围环境条件等有关。据资料介绍，测速
发电机理想与实际的特性曲线如上图所示，当反馈信号Uf=0时，对驱动器而言,此时整个驱动器主环路系统
如同开环运行(开环增益可达数千倍以上)，从而导致了系统零速度时的漂移现象。
2.系统接地不够合理，输入速度信号本身不够稳定。
解决：
1.此类问题属于国内外驱动器产品共性问题。通常高灵敏测速机性能好一些，低灵敏测速机性能差一些，用户
在进行系统设计时，可考虑选择较好的电机，测速机组。
2.根据国外使用经验，将驱动器外壳地，电机地和电源地在某一点上合理接地，可以很大程度上减少漂移。
3.ZYMC系列直流电机驱动器在P1.6脚有一控制停机信号,在要求速度值为零电机不转时,使该脚为高电位,即可
控制电机完全不转。
4.ZYMC系列直流电机驱动器的SW1开关控制主环路PID参数调节，当它接通时其工作模式为电流模式（无测速机
模式），此时主环路增益很低，此方法可使电机不产生漂移，但控制灵敏度会降低。
5.很多用户系统中有编码器做为位置闭环,有了位置闭环,漂移问题很容易通过软件解决。
在下图中,设Vdd为电机驱动电源,IM为流过电机的电流,Vmg1,Vr0,Vmg4分别为MG1,R0(电流采样电阻),MG4上
的压降,电机两端电压等于:
Vmotor = Vdd - Vmg1 - Mr0 - Vmg4
设功率场效应管(MOSFET)的内阻Rds=40毫欧,电流采样电阻R0=20毫欧,则总内阻=100毫欧。
设Vdd=24V，IM=20A，
则电机两端电压：Vmotor = 24V - 0.8V - 0.4V - 0.8V = 22V
驱动效率为：22 ÷ 24 = 0.91（91%）
由分析可见,驱动器的驱动效率与流过电机的电流,功率场效应管的内阻Rds和电流采样电阻R0的大小有关,另
外为保证MG1,MG3高端功率管能正常工作及防止共态穿透现象发生,通常驱动控制逻辑部分会占用很少一部分
PWM资源,故通常的驱动效率在85%-95%之间。
用户使用单片机中的PWM信号做为速度调节信号时，有时为消除干扰会采用光电隔离技术，遇到这种情况，
可试用下面电路，下图中R1，R2的阻值可取1K-3K。
用户进行系统设计时应首先确定机械结构，根据机械结构确定机械速比，力和转速，最后折算到电机轴上
确定出电机的力矩和转速，由电机力矩和转速查表找出该款电机的电压，电流参数，由电机电压和电流参数查
驱动器参数表选择出合适的驱动器。
例如系统设计选择一款直流伺服电机:
工作电压: 160V， 额定电流: 4A， 额定转速: 1500转/分
查驱动器参数表选择ZYMC-11系列产品中的6A/190比较合适，它的工作电压为190V，工作电流为6A。
注：用户如果希望电机最高转速能达到电机额定转速（见十二，驱动效率），可在设计驱动器电源时将电压值
适当提高（比如选在170V-180V）就可以了。
用户如果希望增加正，反方向限位信号，可在ZYMC-11系列产品中，打开机盖，加两个4148二极管到P3的
9脚和7脚（左数），这样在驱动器外部便可从P1-13和P1-15脚将信号引出，如下图所示,该两脚平常为CMOS电
平(+10V),当一脚被接地后,电机在该方向停止运转,但反方向运转仍然可行，反之亦然(新版驱动器已将该功能
加入)。
驱动器出厂时,产品侧面贴有一标签如下图所示,说明如下:
产品系列号：ZYMC-11属11系列，I表示该产品已升级到I版本。
编号：日期+产品序号+电压电流参数+产品等级（B为商业级，C为工业级，D为普通军品级）。
技术支持热线
电话：（025）- 8548 2098， 8528 3685
传真：（025）- 8528 3685
（0）133 3862 1882