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[参考译文] DRV8711EVM:步进电机控制应用帮助

Guru**** 1144270 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8711, DRV8711EVM
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/1347014/drv8711evm-stepper-motor-control-application-help

器件型号:DRV8711EVM
主题中讨论的其他器件:DRV8711

您好!  

我正在进行一些电机控制开发、并且使用了 DRV8711、但我遇到了一些挑战、并且希望在我们的开发过程中获得一些帮助。  

OUT 设置是一个 DRV8711EVM、但我们使用外部 MCU 对其进行控制。 我们连接到 DRV8711EVM 的引脚为 CLK、MISO、MOSI、CS、STP、 SLEEP 和 DIR。 两个电路板共享一个公共 GND 其余引脚以默认状态进行连接。 我们正在使用一个2.8A 1.1欧姆 NEMA 23样式的步进电机(5718L-01P)。 我们在分度器模式下运行、我们的寄存器配置如下所示、唯一的区别是我们将增益设置为10、将扭矩设置为86

由于出现了一些意想不到的问题、我们决定改变测试方法、将步进分辨率降低到一个完整的步骤、并尝试解决我们的问题。 我们有几个问题,但为了线索,我们将主要讨论一个,振动,同时移动。  

在标有视频1的第一个视频中、我们尝试每秒将电机移动1/4圈(90度)。 分度器的频率为50Hz。 然后、我们将速度期间更改为1/2转/秒(100Hz)、最后变为每秒1转(200Hz)。 在附加的视频中您可以看到、电机在运行时会发出可闻噪声和振动。

问题1:您能提供一些关于这一现象的见解吗?我们能做些什么来消除这一现象?  

e2e.ti.com/.../5001.Video-1.mp4

至于第二个视频、我们保留了相同的设置、并将阶跃分辨率更改为50kHz 时的256。 您可以看到电机在运动过程中大幅振动且不停跳转

问题2.   您能提供一些关于这一现象的见解吗?我们能做些什么来消除这一现象?  

e2e.ti.com/.../6253.Video-2.mp4

提前感谢您提供有关此问题的建议、我们很乐意根据需要提供更多信息。 我们有基于 DRV8711设计的定制电路板、但我们希望使用该评估板来消除 PCB 设计中出错的机会

最佳

阿费姆

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    尊敬的 Afam:

    您是否有带电流探针的示波器来测量步进电机的一个相位?  这将有助于我们大量调试正在发生的事情。  捕获与下面应用手册中的捕获类似最好。 我强烈建议您阅读全文:  https://www.planetanalogue.com/tips-and-tricks-for-testing-and-debugging-stepper-motors/ 

    另请参阅应用手册"DRV8711衰减模式设置优化"

    您是否尝试降低扭矩设置?  在步进电机中、有时功率越大越好、因为它会使电机线圈过饱和并导致失真。  尝试降低它的值。   

    请注意、无论采取什么措施、电机在全步进模式下都可能会发出很大的声音。  我建议使用1/8微步或更多(1/16 1/32等)以获得最佳结果。   有关您的问题的深入分析、请观看《如何降低步进电机中的可闻噪声》。   

    此致!

    雅各布

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    您好、Jacob:  

    是的、我有一个电流探头。 下面的屏幕截图是步进电机 B 线的电流探头。 该读数是使用以下寄存器值获得的  

    8d39
    8056
    8032
    8100
    8510
    8a02
    8000
    8020

    我的输入频率为3kHz、电流波形输出如下所示。 我在1/128频率下以几乎"咔嗒"声观察到电机上的振动、

    然后、我将转矩从86降至50、并像以前一样完全重复该实验。 我的电流输出现在看起来是这样的。 振动和咔哒声仍然存在、我还听到了一声嘶嘶声。

    最后、我在初始帖子中将步进分辨率减小到完整步进、并以 100Hz 的频率运行电机、并且我的输出波形看起来像这样  

      

    为了回答您提出的问题、我们尝试了衰减模式设置、但无法显著改善输出波形。 我将查看您共享的链接、以便更好地介绍调试步骤

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    嘿、Kenneth:

    这些波形看起来对我来说非常完美。  我相信对于具有 DRV8711等典型控制模式的步进电机而言、您听到的是正常现象。   

    我强烈建议查看我们的最新步进电机驱动器 DRV8462 、该驱动器具有自动微步进和静音步进特性。  即使在全步进模式下、这些功能中的任何一个都应该可以使电机超级安静地运行。  它还具有自动扭矩功能、可以在没有负载时减小电流。  查看有关它的视频- https://www.ti.com/video/6321397814112

    此致!

    雅各布

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    您好、Kenneth:

    雅各已经给了你有关问题可能的原因和处理他们的方式的大部分必要的信息。 我会根据我对 DRV8711的使用经验尝试添加一些内容。

    通过查看您的电机扭矩曲线、我可以预计、电机应该在微步进模式下工作、在 VM=24VDC 时达到大约200rpm、在 VM=48VDC 时达到大约400rpm、并且没有什么大问题。

    第一个视频展示了电机在低于低速共振的低速状态下全步进的正常工作。

    第二个视频显示了电机可能以某种电机低速谐振频率工作。 有几种方法可以限制低速共振频率下的振动和噪声:

    -使用微步进模式–1/8步进或更高,

    -在微步进模式下,驱动器峰值电流不应超过电机标称电流,如果您需要更高的扭矩,但以更高的振动为代价,可以使用相当于电机标称电流1倍的峰值。

    -尝试不同的衰减设置(在我的情况下自动混合衰减是最好的在大多数情况下)

    -尝试加载电机轴,

    -使用粘性阻尼器,

    -尝试用另一个电机替换电机。

    首先、我会将 DRV8711EVM 板与 TI 提供的程序一起使用、并尝试找到正确的设置、然后将其传输到您的 MCU 程序。

    我会尝试执行以下步骤:

    -设置微步进模式、

    -将电流设置为电机标称电流的50%左右,您可以将增益设置为20 ,  

    -用电流探头检查电机电流值是否接近低速时的设定值,  

    -在 VM=24V 时将电机转速缓慢从零提高到300 rpm 左右,在 VM=48V 时将其提高到600 rpm 左右,并在振动发生时记下任何转速,如果电机停转,则记下电机最大转速。

    -尝试玩驱动器设置和使用我上面提到的技巧限制振动和噪音在低速共振。

    -如果电机工作正常,你需要更多的扭矩增加驱动电流逐渐增加到电机标称电流,并观察电机行为。  

     

    此致、

    格雷戈尔茨