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[参考译文] DRV10970:使用方向控制(FR)引脚进行电机速度控制

Guru**** 2566385 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV10970

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/780626/drv10970-motor-speed-control-using-direction-control-fr-pin

器件型号:DRV10970

我使用 DRV10970对三相 BLDC 电机(FaullHauber 2610B)进行精密速度控制。 电机具有以下规格:

 

电机扭矩常数:8.8 mNm/A

转子惯性:7.9 GCM^2.

相间电阻:6.97 Ω

相间电感:486uH

 

提供给驱动器的电压为5V、具体配置可在所附的原理图中看到。

电流限制:100mA

重试时间= 250ms

 

图 1:DRV 10970的原理图

在我们的初步测试中、我们观察到、如果在电机即时制动(动态制动)时切换 FR (方向反转)引脚。 根据数据表、驱动器应根据 BRKMOD 设置制动电机、然后反向、我们可以正确观察到这种情况。

我们打算延长 FR 引脚的速度控制使用、因为 PWM 的分辨率为0.4%占空比、并且在区域中具有一个死区+-10%占空比。 我们计划通过向 PWM 引脚施加100%或浮动电压并向 FR 引脚施加 PWM 信号来调制电机速度、从而使 BRKMOD 保持动态制动、从而克服这一限制。 计划是通过以 A 类斩波器等合适的频率切换 FR 来实现低电机转速和精细控制。 我们在100Hz 至50kHz 的宽频率范围内尝试了相同的方法。 在100Hz 频率下,电机对占空比不会超过0和100%的情况做出响应,在 FR 的高低状态下有效地实现了这一目的。 在较高的频率下,RPM 在占空比为0至30 (50 KHz 时)的一个方向上保持恒定,而在另一个方向上从占空比为70至100时保持恒定,但在中间范围内没有响应。

 


图2:50 KHz–10 DC (法国

图3:FR 为10%直流时的霍尔开关频率

图4. 50 KHz–70直流、FR

图5:FR 为70%直流时的霍尔开关频率

图6:FR 上为50 KHz - 90% DC

图7:FR 为90% DC 时的霍尔开关频率

 

 

在我们的实际系统中、MOI 明显高于转子的飞轮将连接到电机轴上、并且由于切换而导致的转速中的任何纹波都将显著减少。 您能否指导或指出我们的错误、或者我们是否无法使用 FR 进行此类实施?

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    你好、Avish、

    如果我的理解是正确的、您将更改 FR 引脚方向、以便您可以反复驾驶和制动以实现低速运行。 您是否无法通过 PWM 占空比实现低速运行? 为了确保您具有恒定速度、您可以使用 FG 引脚。

    此致、
    Sanmesh U.
  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    "我们打算将 FR 引脚用于速度控制、因为 PWM 的分辨率为0.4%占空比、并且在区域中具有一个死区+-10%占空比"。 我们不需要这个死区、并且要求对+5000至-5000 rpm 的整个速度范围进行完全控制。

    我没有得到这个部件"为了确保你具有恒定速度、你可以使用 FG 引脚。"

    谢谢、

    Avish

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    您好、Sanmesh、

    PWM 分辨率参考: e2e.ti.com/.../2837508

    死区操作的参考

     

    正在等待您的回复。

    谢谢、此致、

    Avish

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    你好、Avish、

    感谢对死区的澄清。 我的理解是、您尝试通过在 FR 引脚上施加 PWM 信号来交替制动电机并使其旋转、从而达到低于最低10%占空比所能达到的速度。

    1) 1) DRV10970 FR 引脚不会在方向之间持续振荡、因此我们 没有 相关的应用信息。 我可以回顾一下我的顾虑、但我认为如果您只是想在旋转和制动之间进行切换、有一种更简单的选择。 在 PWM 输入引脚上、您可以在将最小10%的电平进行 pwming 和对 引脚进行 GND 控制之间进行交替。 请告诉我该解决方案是否适合您。

    2) 2)我想澄清您遇到的问题。

     a)您会说"在100Hz 时、电机对高于0和100%的占空比没有响应、对于 FR、这实际上是在高低电平状态下。"  如果您说占空比高于0%和100%、我会感到困惑、因为没有占空比高于100%。 当 FR 引脚完全为0% PWM 或100% PWM 时、您是否意味着电机未响应?

     b)您会说"在较高频率下、RPM 在占空比为0至30 (50 KHz)的一个方向上保持恒定、而在另一个方向上、占空比为70至100、但在中间范围内没有响应。" 当您说电机没有响应时、这是否意味着电机没有移动?

    3) 3)对于具有飞轮负载的电机、由于负载转矩的原因、电机甚至不会以低于10%的占空比开始旋转、因此可能不值得研究低于10%占空比的获取速度。 我建议测试这个。

    请告诉我这是否有帮助。

    此致、

       Sanmesh U.

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    您好、Sanmesh、

    感谢您的回复、

    根据您提出的问题的顺序进行回复

    1) 1)我们尝试了 PWM、它工作正常。 因此、我们能够实现低至0.25%的有效速度。 唯一的问题是此类解决方案所需的资源数量。 我们需要在微控制器上使用两个硬件计时器、一个用于高频 PWM、另一个用于低频包络。 为速度控制分配3个计时器资源(2个用于 PWM + 1个用于测量)是不可行的。 我们仍将集思广益、通过使用2个计时器完成解决方案。 一种可能的解决方案可能在50-200Hz 等频率的100%和0%之间切换,但可能会达到电流限制。 如果您有什么想法、请建议另一种解决方案。

    2)
    a)对这种含糊的描述表示歉意。 我意味着电机仅在0和100 PWM 时旋转。 任何其他 PWM 电机上的电压都不会旋转。
    b)在50 KHz 时、线"电机不响应"表示电机不旋转

    3) 3)我们尚未在连接飞轮的情况下进行测试。 我们现在正在执行测试、以检查我们的速度控制方案和电路布局。 我确实了解您对电机启动的担忧、但在闭环中运行时、这种担心会得到缓解。 这就是我的理解。

    谢谢、此致、
    Avish

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    你好、Avish、

    让我思考一下这个问题、然后再回到您的身边。 我的快速评论是:

    1)
    A)当您说"可能的解决方案可能在50-200Hz 等频率的100%和0%之间切换、但可能会达到电流限制"时、 您可以使用通过 CS 引脚控制的逐周期电流限制功能来阻止过流限制停止电机、从而自动调节 PWM 占空比、使电流不超过阈值。

    B)降低 Vcc 电压还将使您能够在10%的最小占空比下转至较低的速度。

    3)关于"我们尚未测试飞轮。 我们现在正在执行测试、以检查我们的速度控制方案和电路布局。 我了解您对电机启动的担忧、 但在闭环中运行时、这种情况会得到缓解。"、即使在闭环中、占空比小于10%的情况可能不足以使电机充分旋转、因此可能不值得研究低于占空比为10%的情况下的 getings 速度。 这只是一个检查的建议。

    此致、
    Sanmesh U.

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    我意外点击了"已解决"按钮、对此表示歉意。 您可以单击"未解析"、除非您能够找到解决方案或我以前提出的建议之一得到了帮助。 让我进一步思考这个问题、然后再回到您的身边。  

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    您好、Sanmesh、

    感谢您的回复、
    根据您提出的问题的顺序进行回复

    1) 1)我有几个示波器捕获的 CS 引脚电压。

    50%PWM 输入

    在100% PWM 输入时、它达到1.5V 的硬性限制、然后关断2ms。 在这种特定情况下、用于振动的电机与任何其他电机类似

    2) 2)我已经在5V VM 下运行、无法降低、否则我将最终达到 UVLO 阈值。

    3) 3)我将尝试在安装飞轮后进行测试、测试时间应为一天或两天。

    问题说明仍然不变、我们无法弄清为什么持续切换 FR 不会为我们提供速度控制机制。 您能否与与 FR 引脚相关的状态机进行检查、并传达是否可能存在类似情况。 无需从您的终端进行任何实际验证、只是想知道它是否内置于芯片本身中。


    谢谢、此致、
    Avish

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    1) 1)我对 FR 的担忧是、当您切换 FR 一次时、器件应在技术上制动、然后在反转方向之前花费 tLOCK_EX 时间。 我不知道它应该在多长时间内响应快速翻转 FR。
    2) 2)让我明天对 CS 引脚进行评论。
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    我已在工作台上验证、在更改 FR 引脚时、无论您何时切换 FR 引脚、器件始终会进入 brkmod 模式、等待电机停止、等待爬行时间、然后根据 FR 引脚方向启动电机。 由于在切换 FR 引脚时、电机始终返回零速、因此我不认为您可以使用 FR 引脚来调制速度。 我认为、您必须使用 PWM 引脚方法来获得低速。
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    [引用 user="Sanmesh Udhayakumar">我已在工作台上验证、在更改 FR 引脚时、无论何时切换 FR 引脚、器件始终进入 brkmod、等到电机停止、等待 Cretry 时间、然后根据 FR 引脚方向启动电机。 由于在切换 FR 引脚时、电机始终返回零速、因此我不认为您可以使用 FR 引脚来调制速度。 我认为、您必须使用 PWM 引脚方法来获得低速。

    [/报价]

    感谢您的解释。 我想我只需要讨论 PWM 引脚。 感谢你的帮助。