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og真人厅:【深度】一种提高步进电机运行质量的电流控制方法
2021-05-15 [36493]
本文摘要:双旋光性Q电机的基本知识双旋光性Q电机包含两绕组,为了更好地使电机经营平稳,极大地给这两个电磁线圈多方面相位角九十度的正弦波形,Q电机就刚开始转动一起。

双旋光性Q电机的基本知识双旋光性Q电机包含两绕组,为了更好地使电机经营平稳,极大地给这两个电磁线圈多方面相位角九十度的正弦波形,Q电机就刚开始转动一起。一般来说,Q电机并不是由模拟仿真线形放大仪驱动;只是由PWM电流调整驱动,把线形的正弦波形数据信号转化成了线形的平行线段数据信号。正弦波形可被分成多段,伴随着段数的降低,波型大大的类似正弦波形。

具体运用于中,段数大从4到2048或更为多,大部分Q驱动IC应用4到64段细分化。整步驱动,每一時刻只有一个相接电,两相电流交叠和电流方位变换,促使一共造成四个Q电机机械设备情况。越雷池驱动,比整步驱动方法非常简单一些,在同一時刻,有可能2个相都务必被插电,如图所示1下图,使电机的Q屏幕分辨率提高了一倍。细分化驱动,电机电机转子回首一步的视角将不容易伴随着粗成绩的降低而扩大,电机转动也更为平稳,比如把一个32段细分化编码序列称之为八分之一步驱动方式(闻图1)。

图1:细分化驱动的电流波型。电流线性度的必要性双旋光性Q电机电机转子的方向不尽相同流过2个电磁线圈绕组的电流的尺寸。一般来说,随意选择Q电机的关键指标值为,精准的机械设备精准定位或精确的机械结构速率操控。

因此 绕组电流的精密度操控对Q电机的平稳经营十分最重要。在机械结构中,有两个难题不容易导致不精准的电流操控:?在短路线经营或用Q电机作为精准定位操控的状况下,每一细分化段电机经营的计步不正确,导致不正确的精准定位。

?在高速运转下,系统软件离散系统不容易导致短期内电机经营速率转变,促使扭矩不大位,降低了电机噪音和震动。PWM操控和电流波动方式(DecayMode)大部分的Q电机驱动IC,依靠Q电机绕组的电感器特点搭建PWM电流调整。根据每一个绕组相匹配的输出功率MOSFET组成的H桥电源电路,伴随着PWM操控刚开始,电源电压被加上电机绕组上,进而造成驱动电流。

一旦电流超出预设值,H桥就不容易变换操控情况,促使键入电流波动。一定同样時间后,一个新的PWM周期时间又不容易刚开始,H桥再一次造成电磁线圈电流。

不断这一全过程,使绕组电流降低和升高。根据电流抽样和情况操控,能够调整操控每一段细分化的峰值电流值。

在预估的峰值电流超出后,H桥驱动绕组的电流波动操控方法有二种:?绕组短路故障(另外全线通车较低两侧或高侧的MOSFET),电流波动快。?H桥宣扬一行合,或允许电流根据MOSFET的体二极管商品流通,电流波动慢。这二种电流波动方法称之为快波动和慢波动(闻图2)。

图2:H桥运行状态。因为电机绕组是理性的,电流的弹性系数不尽相同造成的工作电压和电磁线圈感值。要Q电机比较慢经营,理想化的状况便是是必须操控驱动电流在很短的時间内转变。出现意外的是,电机健身运动中不容易造成一个工作电压,其方位与多加工作电压忽视,前去镇压电流再次出现变化的发展趋势,称之为“自感电动势”。

因此 电机扭距就变慢,此偏位感应电动势就越大,在它具有下电机随速率的减少而相电流扩大,进而导致扭矩增大。为了更好地降低这种难题,要不提高驱动工作电压,要不降低电机绕组电感器。降低电感器意味著用偏少的线圈匝数绕组,就务必高些的电流来超出完全一致的磁感应强度和扭距。

传统式峰值电流操控的难题传统式的Q电机峰值电流操控,一般来说只检验根据电磁线圈的峰值电流。当预估的峰值电流超出后,H桥就不容易变换通断情况,促使键入电流波动(慢波动,快波动,或二者的人组),不断一定同样時间,或等一个PWM周期时间完成。

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电流波动时,驱动IC没法检验键入电流,进而导致一些难题。一般来说,最烂是用快波动,能够得到 更为小的电流谐波失真,均值电流能更为精准的跟踪峰值电流。殊不知,伴随着步率减少,快波动不用立即降低绕组电流,没法保证 精确的电流调整。为了更好地防止抽样到电源开关电流顶峰,在每一个PWM周期时间的刚开始,有一个十分较短的時间(blankingtime)不是抽样绕组电流的,那麼这时的电流便是也不受操控的。

这不容易导致相当严重的电流波型崎变和电机经营的不稳定(闻图3)。图3:快波动方式下的电流崎变。

在正弦波形超出峰值后,电流再作刚开始波动,随后又降低,直至H桥工作中在高阻情况,电流才以后向零波动。为了更好地避免 这类状况,很多Q电机驱动处理芯片,在电流幅度值降低的情况下应用快波动方式,在电流幅度值扩大时用以慢波动或混和波动(结合慢波动和快波动)方式。

殊不知,这二种波动方式的均值电流是是基本上各有不同的,由于慢波动方式时的电流谐波失真较为大许多。結果便是,二种方式下的均值电流值差别非常大,导致电机经营不稳定(闻图4)。图4:传统式峰值电流操控下的波型如图4波型下图,峰值电流后一步和前一步的电机Q不一样,不容易导致方向出现偏差的原因和加速度的转变。

电流过零时,由于二种波动方式的变换,也不会有某种意义的难题。双重电流抽样传统式的Q驱动,在每一个H桥底下管源极和地中间相连外界检验电阻器,只精确测量PWM通断时检验电阻器上的反过来工作电压。

在快波动方式下,电流循环系统根据內部MOSFET,不通过检验电阻器,因而没法精确测量电流。在慢波动方式下,根据电阻器的电流转动,造成的是胜工作电压。

针对现阶段的开关电源IC加工工艺,胜工作电压难以被比较简单的抽样应急处置。如果我们能够监管电流波动阶段的绕组电流,很多Q电机驱动的电流调整难题就能被解决困难。可是,如上常说根据外界检验电阻器难以搭建,更优的随意选择是试着內部电流检验。

內部电流检验允许在任何时刻检测电流,如PWM通断時间,及其慢波动和快波动全过程中。尽管它降低了驱动IC的多元性,但內部电流检验大幅度降低了系统软件成本费,由于外界的取样电阻不务必了。

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这种电阻器十分大且划算,价钱一般来说和驱动IC类似!MP6500Q驱动ICMP6500双旋光性Q电机驱动处理芯片,搭建內部电流检验,非常好的替代了传统式便宜的峰值电流操控双趋于Q电机的驱动IC。MP6500內部电源电路框架图如图所示5下图。图5:MP6500电源电路框架图。MP6500仅次驱动电流峰值为2.5A(确立不尽相同PCB和PCB设计);电源电压范畴从4.9V至35V。

抵制整步,越雷池,四分之一步,八分之一步驱动方式。不务必外界电流检验电阻器,只务必一个短路故障的中小型、功耗电阻器去原著绕组电流峰值。

內部电流检验依靠精确的整流管及涉及到电源电路的给出设计方案,能够保证 一直精准抽样绕组电流,进而提高Q电机的经营品质。一般来说状况下,MP6500工作中在快波动方式下。

殊不知,当一个同样软启动器時间完成,快波动完成后,假如当今绕组电流仍小于预估水准,慢波动方式不容易被开启以用于迅速扩大驱动电流到所需值。这类混和操控方式,促使驱动电流比较慢升高到零,另外又保证 均值电流尽量类似预设值。当step振荡时,慢波动就被应用促使当今电流迅速被调节到零,如图所示6下图。

图6:MP6500的全自动波动方式(step振荡时)。假如电源电压低,电感器值低,或需要的峰值电流幅度值很低,电流很有可能小于预设值。因为blankingtime,每一个PWM周期时间都是会有一个超过通断時间,这时很多传统式的Q电机驱动器控制不了绕组电流。

假如再次出现这类状况,MP6500不容易大大的应用慢没落方式来保证 绕组电流依然不高达预设值(闻图7)。图7:MP6500的全自动波动方式(较低电流状况下)。


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