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Aerotech Ndrive‑HPe 10/20/30 高性能 PWM 数字伺服驱动器
时间: 2026-10-09浏览次数：
Aerotech Ndrive‑HPe 10/20/30 高性能 PWM 数字伺服驱动器
Aerotech Ndrive‑HPe 10/20/30 高性能 PWM 数字伺服驱动器
Ndrive‑HPe 是 Aerotech A3200 平台新一代高性能 PWM 数字伺服驱动器，是 Ndrive‑HP 的升级型号；依靠 FireWire (IEEE‑1394‑400) 作为运动控制总线，支持单 / 双 / 三轴 PSO 激光位置同步输出、旋转变压器、‑MXH 高倍编码器插值、以太网 IO 扩展。手册包含硬件规格、安装接线、接口定义、电机调相、‑IO 扩展板、‑RDP 旋变板、维护故障、CE 安全认证。
产品概述
1.1 型号电气参数
型号 峰值电流 连续电流
HPe10 10A 5A
HPe20 20A 10A
HPe30‑S 30A 10A（标配内置 40W 泄放电阻‑S）
供电：控制电源与电机电源两路独立 AC 输入 85‑240VAC，50‑60Hz；电机直流母线 20‑340VDC；PWM 开关频率 20kHz；伺服带宽最大 2500Hz；效率 85‑95%。
支持电机：无刷伺服、有刷直流、两相步进电机。
最小负载电感：0.1mH@160VDC；1mH@320VDC。
硬件保护：输出短路、峰值过流、RMS 有效值过流、母线过压、过热、控制电源欠压、功率级偏置欠压；控制侧和功率侧光耦 + 变压器隔离。
环境条件：工作温度0‑50℃；存储‑30~85℃；湿度≤80% RH（非凝露）；最高海拔 2000m；污染等级 2，仅限机柜室内使用。
机械尺寸：
Slim 无 IO 板：2.27kg；
带‑IO 板：2.45kg；带‑RDP 旋变板 2.45kg；
安装 M4 螺钉；四周预留 25mm 通风，接线侧预留 100mm 操作空间。
1.2 板载原生硬件资源
通讯：3 路 FireWire；J204 以太网（‑ENET 选件）；J206 RS‑232 在 HPe 上无功能。
J207 电机反馈 25‑pin D‑SUB：主编码器、霍尔、PTC 电机热敏、CW/CCW 限位、Home 回零、抱闸输出。板载 + 5V/500mA 编码器供电。
J205 辅助 I/O（26‑pin D‑SUB）：第二路辅助编码器；4 路光耦 DI；4 路光耦 DO；2 路 50ns 高速差分输入；1 路 16bit 差分模拟输入 ±10V；1 路 16bit 模拟输出 ±10V；复用引脚作为单轴 PSO 输出。
TB201 ESTOP 急停检测输入；TB202 抱闸电源端子，板载固态抱闸继电器（24VDC/2.5A）。
1.3 订货选件总览
选件 功能说明
‑IO /‑IOH 扩展 IO 板，16 隔离 DI /16 隔离 DO；3 路 16bit AI、3 路 16bit AO；机械抱闸继电器；SSINet；光隔离 PSO 输出
‑MXH 模拟正余弦编码器插值，最高 ×65536；支持输出插值之后正交编码器信号；支持多轴 PSO
‑DUALPSO /‑TRIPLEPSO 双轴 / 三轴矢量 PSO，必须搭配‑IO 板，依靠 SSINet 传输各轴编码器数据
‑PSONC PSO 输出常闭模式（默认常开）
‑ENET 10/100M 以太网，仅第三方 IO 扩展，不能替代 FireWire 运动总线
‑S 内置 50Ω/40W 泄放电阻；HPe30 标配；和‑EXTSHUNT 互斥
‑EXTSHUNT TB103 外接泄放电阻端子；大惯量高再生能量系统使用
RDP1‑xxK / RDP2‑xxK 单 / 双通道旋转变压器接口板，载波 5/7.5/10kHz
1.4 合规认证
CE（EMC 2014/30/EU、LVD 2014/35/EU、RoHS2）；TUV‑SUD NRTL UL61010‑1。
重要安全：断电后驱动器内部存在高压；泄放电阻外壳温度 > 70℃；整机接地、外部急停安全回路由系统集成商负责。
安装与硬件接线配置
2.1 FireWire 设备地址设置
拨码 S1 设置驱动器唯一设备号 1‑32，和 A3200 轴号一一对应；单条 FireWire 菊花链最多 16 轴，整机最大 32 轴；铜缆最大 4.5m，长距离使用光纤中继器。
2.2 电源端子
TB101 控制电源（85‑240VAC）：急停切断电机电源后，该电源不断电，维持通讯、反馈（keep‑alive 功能）。
TB102 电机供电：AC 输入、A/B/C 三相电机功率输出；需要外部延时保险丝；必须保护接地。
变压器选型：TV/TM 系列隔离变压器，可输出 40/80/160/320VDC 直流母线；TM3/TM5 一台变压器最多给 4 台 HPe 供电。
‑EXTSHUNT 外接泄放电阻 TB103：母线约 380VDC 自动接通泄放；手册提供再生能量计算公式，用于大惯量系统选型。
2.3 EMC/CE 布线强制要求
电机线缆必须屏蔽，屏蔽层接保护地；D‑SUB 接头使用金属外壳压接屏蔽。
功率线缆和编码器 / IO 信号线物理分开走线。
AC 输入端强制加装 Aerotech UFM‑ST 电源滤波器；电机、FireWire 线缆加装指定铁氧体磁环。
驱动器是组件，最终整机需要做完整 EMC 测试。
2.4 电机接线与相位整定
支持无刷、有刷直流、两相步进电机，Aerotech 原厂电机直接使用配套线缆；第三方电机必须调相，提供两套调相手段：
带电调相：A3200 配置管理器的 Motor Phasing Calculator 工具，Nstat 软件查看霍尔状态。
断电示波器调相：测量电机反电动势与霍尔时序，核对相位对齐关系。
无刷电机：霍尔 HA/HB/HC 接入 J207；霍尔全部 0 或全部 1 为霍尔故障。
有刷直流电机：接 A/C，B 端子空置；手转电机测量反电动势极性判断转向。
两相步进电机：接 A‑B‑C；带编码器必须校验相位。
2.5 J207 主反馈 25‑pin D‑SUB 连接器
集成：
编码器接口：标准 RS‑422 TTL 差分编码器；‑MXH 选件支持模拟正余弦编码器；支持 EnDat 串行绝对编码器。
霍尔输入（无刷电机）。
PTC 热敏电阻电机过热检测，电阻 > 1kΩ 触发过热故障。
CW/CCW 正负限位、Home 回零开关，软件可配置常开 / 常闭；限位接反现象：可以撞限位但是无法退出。
编码器故障输入；板载抱闸固态继电器输出。
2.6 J205 辅助 I/O（26‑pin D‑SUB）
第二路 RS‑422 辅助编码器通道，用于手轮、主从跟随、双闭环；不支持‑MXH 模拟编码器。
单轴 PSO 输出：复用辅助 Marker± 差分引脚；RS‑422 差分输出；最大跟踪速率 16.6MHz，延迟 160ns。
4 路普通 DI、4 路普通 DO；2 路 50ns 高速差分输入 In12/In13（外部事件捕获）。
1 路差分模拟输入 ±10V；1 路模拟输出 ±10V。
IO 支持源型 sourcing / 灌型 sinking，同一组必须统一模式；感性负载必须接续流二极管。
2.7 TB201 ESTOP 急停输入
只做信号检测端口，本身不能切断电机功率！5‑24V 输入；仅上报故障；真正安全切断需要外部继电器切断 TB102 电机 AC 供电，TB101 控制电源保持通电；轴参数 FaultMask 开启 ESTOP 故障使能；继电器线圈增加 RC / 压敏电阻吸收浪涌。
2.8 抱闸两种接线方案
使用主板 TB202 供电 + J207 固态继电器输出；
使用‑IO 扩展板 TB301 机械继电器；
两套抱闸继电器禁止同时启用，二选一。
IO 扩展板硬件
安装‑IO 后新增 TB301~TB308 端子：
TB301：机械抱闸继电器；跳线 JP3 修改抱闸切换极性。
TB302：光隔离 PSO 输出；JP2 跳线设置 PSO 常开 / 常闭；最大 250mA，最高 5MHz。
TB303：4 路 16bit 模拟输出（AO0 和主板 J205 AO0 硬件并联，不能两处同时接线）。
TB304：4 路 16bit 差分模拟输入（AIN0 和主板 J205 AIN0 硬件并联）。
TB305/TB306：16 路隔离数字输入，自带板载 + 5V 用户电源输出。
TB307/TB308：16 路隔离数字输出，每通道最大 60mA；源 / 灌模式可配置。
J302/J303 SSINet 高速通讯口：实现多驱动器之间编码器数据转发，实现‑DUALPSO /‑TRIPLEPSO 双 / 三轴 PSO。
多轴 PSO 组网逻辑：X 轴作为 PSO 主机，通过 SSINet 接收 Y、Z 轴编码器数据，SSINet 线缆 J302‑J302 互连；发送轴 SSI 配置为输出，接收轴配置为输入。
RDP 旋转变压器选件板
J401/J402：单 / 双通道旋转变压器输入；J403 旋变供电。
硬件跳线配置载波频率 5/7.5/10kHz；手册提供旋变接线、调零校准步骤、测试点位。
配件
全套配套线缆件号：电机电缆、反馈电缆、FireWire 铜缆 / 光纤线缆、SSINet 线缆。
操纵杆、电子手轮接入方案：可接 J205 辅助 IO 或者‑IO 扩展板 IO 口；BBA32 模块用于手轮信号转换。
维护
LED 状态指示灯定义：PWR 电源、EN 使能、FAULT 故障、MARKER 编码器零位标记。
控制板、功率板跳线、保险丝件号、备份电池规格。
预防性维护：定期清理散热风道，紧固连接器，检查线缆屏蔽接地。
