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[参考译文] DRV8434:在1/4步进处松开步进

Guru**** 666710 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8461, DRV8434, DRV8711, DRV8462, DRV8462EVM, DRV8452
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/1216319/drv8434-loosing-steps-at-1-4-step

器件型号:DRV8434
主题中讨论的其他器件: DRV8711DRV8462DRV8462EVM、DRV8461、 DRV8452.

我正在使用 DRV8434在智能调优模式下运行采用48V (VM)和1.7 (IMAX)的 NEMA23电机。 3000pps 和8000pps2。

较低阶跃(1/4)的电机电流与较高阶跃(二者都连接)的电机电流是不可比拟的。

改变速度或 Vref 并不能使1/4步进变得 更好。

当我使用 DRV8434评估套件运行时、同样的电机可以提供非常平滑的1/4电机电流图形。需要注意的一点是、我的 STEP 信号持续4 μ s、而对于您的  DRV8434Eval 来说、它要大得多。  

由于数据表指出步进频率为 0-50kHz、因此4usec 肯定没问题、对吧 ? 如果这是问题、那么它只在较低的步长上影响它呢? 我可以通过任何方法使它在1/4步长下正常运行吗?

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    尊敬的 Zeinab:

    我认为对于 VMmax 为50V 的 DRV8434而言、48V 的 VM 可能有点过高、对于电路中的任何过值和振铃、您只有2V 的裕度。

    第二张图片显示了250Hz 时的电流波形、而对于1.8deg 电机、速度为250x4x60/200 = 300rpm、那么该波形看起来非常好。

    第一个电流波形是500Hz 下的600rpm 电流、该波形失真由电机 BEMF 引起。 在600rpm 转速下,电动机的扭矩降低,但负载低,正确的加速/减速斜升不应松动步进。 如果您进一步提高速度、您可能会遇到中频共振和电机稳定性问题。

    如果您要比较不同微步进分辨率下的电机电流、请以相同的电机转速(相同的电流波形频率)进行比较。

    如果您想让 Nema23电机以大约600rpm 的正弦电流和标称电机扭矩(或接近标称值)运行、您需要一个电感大约为1mH 或更低、标称电流大约为4-6A 的电机、这对于 DRV8434来说太大了。 在这种情况下、更好的选择是 DRV8462或 DRV8711。

    我想、在当前设置下、电机电流会保持正弦状态、最高在400-500rpm 左右。 如果您希望在低速下尽可能平稳地运行电机、您应该以1/16微步进或更高的步进速度运行。 高微步进模式是减少低速谐振和该现象可能导致的步进损耗的非常有效的手段。

    此致、

    Grzegorz

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    非常感谢您的答复。 我没有注意到速度在这里扮演的角色。 的确如此、如果我限制巡航速度、即使以很小的步进也能获得相当好的电流图。 至于 VM、我在电路板上安装的是48V、我发现 TI 的智能调优驱动器非常有前途、在遵循 正弦波形并提供所需扭矩(此电机为1.7)的同时解决高电流过热问题。 我们一直在等待  DRV8462、现在我 看到它可以使用了。 由于 DRV8462的评估不可用、因此 如果我获取了 DRV8462DDWR 并将其替换到 DRV84XX 系列的任何其他评估套件中、该评估是否起作用?

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    感谢您发送编修。

    尊敬的 Zeinab:

    DRV8462EVM 已发布、但暂时缺货。 我们希望它能在几周内重新装货。 较低电流版本(高达3A)为 DRV8461DDW https://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8461.pdf。 这款 EVM 现在可通过 https://www.ti.com/tool/DRV8461EVM 订购, 

    关于 DRV8434步进脉冲计时的问题、请 参阅数据表的第8页、如下代码段。 分度器可以支持高达500kHz 的频率、因此限制将针对电机+驱动组合。 我们的 EVM 使用大约50%的占空比、但只要满足 TWh 和 TWL 规格就无需这样做。  

      

    您曾提到"当我使用 DRV8434评估套件运行同一电机时、可提供非常平滑的1/4电机电流图形"。 您能否为此分享电流波形? 我在之前分享的1/4步进电流波形中注意到的是、电流的上升速度不够快、无法超过该微步进的 Itrip、并且直到达到峰值幅度时才会进行 tOFF 斩波。 您是否观察到步进器实际上步进丢失了? 通常、这种情况会导致转矩降低、不一定会错过步骤。 但微步进的间距可能不是预期的那样。 我希望这对您有所帮助。   

    此致、Murugavel

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    大家好、感谢您的答复。  

    1/4步长的电机电流图处于较快的巡航速度上、导致图失真。 当 FW 发送相同的速度和加速度时、您会看到1/4步进与1/16步进的测量频率不同。 (先前已随附)

    根据我在这里得到的反馈、如果我降低巡航速度-使用48V、1.7 Imax 和 NEMA-23、1.8deg、在大约3000pps 和8000pps2时、我可以从 DRV8434Eval 和控制板获得相同的电流图、步长为1/4。

    但是、如果我进行1/2步进、在相同的配置下、图形将失真。

    总之、阶跃、巡航速度和 VM 之间似乎存在折衷、这显然与该电机的 BEMF 接近。

    现在、该电机采用串联配置、如果我切换到并联、能否以1/4的速度运行它、同时保持良好的电流图形?    那么、驱动器是否会保持相同的扭矩?

    -我正在使用 DRV8434PWPR、HTSSOP (28)设计我的板。 尽管2V 裕度不是理想的、但到目前为止、电流和温度都是良好的。 我一直在等待采用同一封装的 DRV8462、因为我有一些空间限制的问题、不知道它是否很快就会可用。

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    您好 Zenab、

    "如果我切换到并联模式、能否以1/4的速度运行更快、同时保持良好的电流图形?" -是的,在所有微步进分辨率下,你将能够以大约2倍的速度运行它,但你必须提供2倍的电流来获得相同的扭矩。  

    "  那么、驾驶员是否会保持相同的扭矩?" -您将需要能够提供2倍高电流的驱动器、DRV8434可能无法做到这一点。

    如果您能够承受丢失一个或两个 DRV8434、则可以尝试将其推向极限、但并联连接的较低扭矩可能足以满足您的应用需求。

    我会按以下方式执行:

    -降低 VM、假设为45V、

    -在 VM 和 GND 之间添加大型电解电容器、大约2200uF、

    -设置一些小的速度,并运行电机,

    -缓慢增大驱动器电流,同时监控其温度,

    -一旦我知道最大电流,我会玩的速度和所有其他设置,

    -保持以下让我们说1500rpm (可能会更快速,但不受控制的停止会导致驾驶员破坏)

     

    此致、

    Grzegorz

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    您好 Zenab、

    DRV8462仅采用 DDW-44和 DDV-44封装。 DRV8461具有 HTSSOP-28、这也是 DRV8434的一个快插引脚对引脚、工作电源电压范围高达65V。  该软件尚未发布。

    您提到了"现在该电机采用串联配置、如果我切换到并联、我能够以1/4的速度运行它、同时保持良好的电流图形吗"。 这是否意味着您将使用配置了双极连接的单极步进电机? 请详细说明。 电机的数据表将会有所帮助。 谢谢。

    此致、Murugavel

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    e2e.ti.com/.../HT23_2D00_ST_5F00_speed_2D00_torque.pdf

     我使用的是双极和串联配置的混合步进电机。

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    尊敬的 Zeinab:

    非常感谢您的详细信息。 我在供应商的网站 https://www.applied-motion.com/sites/default/files/STR_speed-torque.pdf 中找到了另一个数据表。 以及规格选择这些电阻器。 您连接的绕组电流5A 表示并联。 供应商提供的其他电机很少显示串联和并联的扭矩曲线、因此串联的最大扭矩较低、这符合预期。 因此、如果您需要 为5A 图显示的扭矩水平、您必须使用具有并联配置的电机。   

    采用这种配置时、DRV8434将不会像 Grzegorz 在帖子中提到的那样成为合适的候选人。 如果您渴望 DRV8434直接胜出、DRV8452 PWPR-28将会是一种候选方案、但该器件的绝对最大值为50V、这意味着48V 时的净空很窄、并且存在高风险、因此将48V 降至44V 或更好。 如果环境温度通过有源风扇类型的冷却得到良好管理、我会推荐 DRV8462 DDW-44、否则如果使用 IFS 5A 和开关速率、可能会超过 OTSD (过热关闭)。 更适合的方式是在散热器的顶部表面安装有散热焊盘的 DRV8462 DDV-44、但这意味着尺寸会很大。 采用 DDW-44 HTSSOP-44封装的 DRV8462EVM 即将开始订购。 此热估算器工作表应帮助您计算估计的芯片温度、 https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1166656/faq-how-to-estimate-die-temperature-of-stepper-driver。  我希望这有助于您决定使用适合您应用的驱动程序。

    我所提到的供应商数据表的一个片段:

       

     Grzegorz 的所有其他建议都值得为您的应用进行实验、他的观点是您需要再为您的电机设置2倍的电流-最大 IFS 为5A (图中所示为5A)。 如果您有必要的信息以继续、请从结束处关闭此主题 谢谢!

    此致、Murugavel

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    尊敬的  Zeinab:

    您对此主题还有其他疑问吗? 谢谢。

    此致、Murugavel

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    是的、谢谢。 我将试用  DRV8452 PWPR-28。