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[FAQ] [参考译文] [常见问题解答]如何解决常见的步进电机失速检测问题

Guru**** 667810 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8889-Q1, DRV8434S, DRV8434A
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https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1065073/faq-how-to-troubleshoot-common-stepper-stall-detect-issues

主题中讨论的其他器件:DRV8889-Q1DRV8434SDRV8434A

DRV8434S、DRV8434A 和 DRV8889-Q1等步进电机驱动器具有失速检测功能、可在电机步进时检测过载或失速情况。 当电机步进时、由于转子磁体的磁场、其相绕组中会产生反电动势。 反电动势和驱动电流波形之间的相位差与步进电机的保留转矩成正比。 因此,对于无负载步进电机,反电动势相位差是最大的,当没有储备转矩时,即步进电机满载且停止时,它接近零。

启用失速检测后、该器件会计算转矩计数值、作为旋转电机最近四个电气半周期的移动平均值。 扭矩计数值与上一段中描述的反电动势相位差成正比。 随后、在相电流的每个电气半周期过零期间、会更新一个新的扭矩计数值并将其与编程设定的失速阈值进行比较、以确定失速情况。

失速阈值通过器件数据表中描述的两种方法之一编程到驱动器的失速检测块。 第一种方法使用自动失速学习程序。 第二种方法使用手动输入用户定义的失速阈值。 当 DRVOFF = 0 EN_STL = 0时将报告最大扭矩计数值。

 

可能导致失速检测不可靠的常见问题

  1. 失速检测功能需要智能调优纹波控制衰减模式。 这是具有失速检测功能的器件的默认衰减模式。
  2. 为了使失速检测正常工作、不仅必须正确定义失速阈值、而且反电动势振幅应满足失速检测器计算扭矩计数所需的 SNR、步进电机的相绕组电阻越高、 反电动势的振幅越低。 因此,绕组电阻大约为几十欧姆的步进电机可能无法与失速检测器良好配合使用。
  3. 小尺寸和/或低扭矩步进电机可能具有弱永磁体、并且可能无法通过生成的反电动势提供足够的 SNR、并且可能无法与失速检测器良好配合使用。
  4. 在极低的步进速率下、反电动势振幅可能不足以处于失速检测器的可检测范围内。 失速检测在低步进速率下可能无法正常工作。 可用于失速检测的最低步进速率可通过使用特定于器件的 TI EVM 在各种 VM 和电流设置下评估不同的电机来确定。
  5. 先前在 一个速度下获知的失速阈值可能 不适合在另一个速度下检测失速。 每次改变步进电机速度时、都必须执行新的学习程序。
  6. 类似地、手动输入一个速度的失速阈值可能不适合检测另一个速度的失速。 每次更改步进电机速度时、必须输入新的失速阈值。
  7. 如果在应用中实施、则使用失速阈值学习的失速检测在加速阶段可能不可靠。 在这种情况下、必须手动设置适当的失速阈值。
  8. 失速检测的扭矩计数计算依赖于在每个电流调节斩波器周期内观察有限的 TOFF 持续时间。 如果电机驱动电源电压 VM 不足以通过相绕组电感推送足够的电流以在给定的步进速率下维持稳压、则不仅会丢失电流调节、而且失速检测也不会工作。 当步进速度增加时、扭矩计数值突然跳转至异常高的值、这表明在该速度下失去了电流调节功能和失速检测功能。 当电流调节丢失时、电机可能会失速、也可能不会失速、具体取决于系统的惯性和加速度曲线。