步进电机驱动衰减问题
基于横波斩的步进驱动器,斩波频率比如是20K,就是指没隔50us去检测一次电流,如果超过预定电流就关闭管子,进行衰减(快衰减,慢衰减或混合衰减),如果未达到预定电流继续打开管子,过程是这样吧!小弟有如下问题:
1:是否一定需要这个斩波频率,我运放一直比较着,不可以嘛?这样电流不就更接近预定值吗?
2:因为电机是感性负载,电流不能突变,那超过预定电流时关闭管子进行衰减,衰减必须一定时间才能下降,衰减是否越快越好,这样越接近预定值?
3:如果检测到电流到预定值就关闭管子,检测到电流为0时再打开管子,这样是否可行? 不懂。。。楼下回答 恒流~~~收工 呼叫版主!!!!!! 恒流指一种状态的话,斩波就是实现这种状态的一个方式
通过比较器去比较检测电阻两端的电压与设定的基准电压,来决定是否需要启动恒流
衰减时间的快慢关系到电机的驱动效果,有时间应该参看看A3955的资料,或者THB6064的英文资料
论坛内以前也有不少讨论的资料,搜索一下。或者实践一下,了解得更清晰。 混合衰减可以使电机在低速时平稳运行 回复【4楼】rifjft 吝啬
恒流指一种状态的话,斩波就是实现这种状态的一个方式
通过比较器去比较检测电阻两端的电压与设定的基准电压,来决定是否需要启动恒流
衰减时间的快慢关系到电机的驱动效果,有时间应该参看看a3955的资料,或者thb6064的英文资料
论坛内以前也有不少讨论的资料,搜索一下。或者实践一下,了解得更清晰。
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这些我都看过啦,呵呵,我最近接触了一个步进驱动器,跟我原来理解的不一致,所以才有此疑问,
A3955等一般驱动器的实测电流波形(理想的)如下:
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_35/ourdev_604932TBHBLJ.JPG
(原文件名:11.JPG)
T1:斩波周期=1/16k
T2:上升时间
T3:快衰减时间
T4:慢衰减时间
而我遇到的这款驱动器的实测电流波形如下:
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_35/ourdev_604935XUJD0Q.JPG
(原文件名:22.JPG)
T1:斩波周期=1/16k,
T2:上升时间;此时打开对应的上下管子;
T3:维持时间;T3结束时刻关闭对应的上下管子;
T4:此时打开另外一个下管
所以主要我是理解不了这个驱动器的原理,所以才有此疑问,T3时刻管子都是打开着的,为什么电压维持在预定值? 本人只能给出以下几点肤浅理解:
对于:1:是否一定需要这个斩波频率,我运放一直比较着,不可以嘛?这样电流不就更接近预定值吗?
在控制理论有阈值(阀值)的概念,可以了解一下,举个简单的例子,普通空调,在夏天你设定的温度是22度,空调器可能会在室温是24度才开压缩机,而下降到20度时才关闭,而按你的理论,一超22度就开,一低于22度就关,你可以想象会发生什么情况的;
另外,就我对数据手册的理解,你图中标示的T1并不是固定的,RtCt决定的只是Toff;即电桥导通,电机线圈中电流增大到设定值时,关闭电桥的源驱动,这段时间是不固定的;源驱动关闭时间toff由单稳态的外部RC决定,然后重新打开电桥的源驱动;
“T3时刻管子都是打开着的,为什么电压维持在预定值? ”
哈哈,你都知道是电压值了,管子就像开关,只是开或关状态,电机要看电流; 回复【7楼】xiaowu191
本人只能给出以下几点肤浅理解:
对于:1:是否一定需要这个斩波频率,我运放一直比较着,不可以嘛?这样电流不就更接近预定值吗?
在控制理论有阈值(阀值)的概念,可以了解一下,举个简单的例子,普通空调,在夏天你设定的温度是22度,空调器可能会在室温是24度才开压缩机,而下降到20度时才关闭,而按你的理论,一超22度就开,一低于22度就关,你可以想象会发生什么情况的;
另外,就我对数据手册的理解,你图中标示的t1并不是固定的,rtct决定的只是toff;即电桥导通,电机线圈中电流增大到设定值时,关闭电桥的源驱动,这段时间是不固定的;源驱动关闭时间toff由单稳态的外部rc决定,然后重新打开电桥的源驱动;
“t3时刻管子都是打开着的,为什么电压维持在预定值? ”
哈哈,你都知道是电压值了,管子就像开关,只是开或关状态,电机要看电流;
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谢谢你的回复!
T1时间是固定的吧,只是T2时间是不固定的啊,因为电机电流增加有关,如果供电电压高或者电机负载小,那么就T2很快;其他时间都是固定的吧
T3时刻管子是开着的,所以电流肯定要增加上去的,所以检测电阻上的电压肯定要上去的啊,不知道你说的这个是什么意思 1:是否一定需要这个斩波频率,我运放一直比较着,不可以嘛?这样电流不就更接近预定值吗?
我做过类似的试验,比较器会输出一个很高的频率,开关管吃不消,大量时间工作在放大区,严重发热;
2:因为电机是感性负载,电流不能突变,那超过预定电流时关闭管子进行衰减,衰减必须一定时间才能下降,衰减是否越快越好,这样越接近预定值?
比较其反应很快,纳秒级的,电流超不了多少。开关管一旦关闭,电流一定是马上开始下降的。电流的衰减速度要看下一次斩波达到电流更大还是更小,这就要预测。
3:如果检测到电流到预定值就关闭管子,检测到电流为0时再打开管子,这样是否可行?
如果每次斩波都把电流归零,那么从宏观上看,电机的功率会有很大的损失,出力会变小。从微观上看,电流波动相当的大,绕组上的振动、啸叫、EMI都会很大,所以电流应该相对预设值平稳、响应迅速。这些都是难点 回复【9楼】arokh
1:是否一定需要这个斩波频率,我运放一直比较着,不可以嘛?这样电流不就更接近预定值吗?
我做过类似的试验,比较器会输出一个很高的频率,开关管吃不消,大量时间工作在放大区,严重发热;
2:因为电机是感性负载,电流不能突变,那超过预定电流时关闭管子进行衰减,衰减必须一定时间才能下降,衰减是否越快越好,这样越接近预定值?
比较其反应很快,纳秒级的,电流超不了多少。开关管一旦关闭,电流一定是马上开始下降的。电流的衰减速度要看下一次斩波达到电流更大还是更小,这就要预测。
3:如果检测到电流到预定值就关闭管子,检测到电流为0时再打开管子,这样是否可行?
如果每次斩波都把电流归零,那么从宏观上看,电机的功率会有很大的损失,出力会变小。从微观上看,电流波动相当的大,绕组上的振动、啸叫、emi都会很大,所以电流应该相对预设值平稳、响应迅速。这些都是难点
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感谢您的回复,让我受益匪浅!可否再帮我分析下我在6楼的问题!我就是搞不懂他这个驱动器,他这个驱动的振动很小,运行的很平滑 回复【10楼】breeze_one
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6楼的图上面一个是理想图,下面一个图是“实测图”。那么实测图是用电流探头测得电流,还是测量的采样电阻上的电压呢?如果是采样电阻上的电压就没有参考价值了,因为在T3以及T4周期电流并不是完全流过采样电阻,有一些是从寄生二极管形成的回路里面衰减掉了。如果想测最准确的电流波形,那么就得在绕组里串一个大功率小电阻,示波器直接跨接在小电阻上,然后还得注意电机供电要跟示波器的地线隔离。 回复【11楼】arokh
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您好,谢谢,确实是测得采样电阻上的电压,我想不通的是T3,T4周期内,相应的管子都未关闭,为什么会维持在预设值呢? 学习高手的讨论。 7楼小屋的回答有水平,学习了 T1:斩波周期=1/16k,
T2:上升时间;此时打开对应的上下管子;
T3:维持时间;T3结束时刻关闭对应的上下管子;
T4:此时打开另外一个下管
所以主要我是理解不了这个驱动器的原理,所以才有此疑问,T3时刻管子都是打开着的,为什么电压维持在预定值?
我的想法是:
此时打开另外一个管子,也就是同事打开低端的MOS管,是为了慢衰减的,相当于绕组两端短接,此时绕组电流下降缓慢。你刚刚上面的只是一个斩波的周期,并不是一个绕组完成一次电流转换的周期。你是不是快衰减和慢衰减没有理解清楚?
设定基准电压,斩波,达到横流 恩,步进电机的相关理论,我也在学习琢磨中 学习了,谢谢大家的讲解 mark,不断学习中。。。。 正在看衰减方面的内容,MARK
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