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[参考译文] DRV8214EVM:无传感器位置测量和 IPROPI

Guru**** 1797760 points
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/1408498/drv8214evm-sensorless-position-measurement-and-ipropi

器件型号:DRV8214EVM

工具与软件:

大家好!  

我正在评估上述 IC 对于小型(8mmx16mm 尺寸无芯)有刷电机的无传感器位置控制、该电机耦合到一个行星齿轮箱。

我正在调节以获得可靠的位置控制、报告的计数数量根据负载发生显著变化。  

我还会在 IPROPI 上看到很多噪声。  

EVM 处于出厂状态、未进行任何修改。 VM 为3V、电机电流低于100mA

IPROPI 和 RC_OUT 波形(EC 启用):

 

与前一张幻灯片中的相同、但禁用了 EC:

如有任何建议、将不胜感激。

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    您好、Sam、

    您将需要对器件进行调优。 DRV8214EVM 页面包含 EVM GUI 的演示视频。 我强烈建议遵循视频中的分步过程。  

    调谐后、RC_OUT 脉冲频率和电机纹波频率将匹配。 此外、您可以参阅 此应用手册 、了解有关纹波计数工作原理的理论。

    此致、  
    Karan  

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    尊敬的 Karan:  

    我已经使用 GUI 以及根据数据表手动完成了这两种情况的调优。 我尝试过参数、滤波器等的各种组合、没有明显的好处。  

    您能就 IPROPI 布线上的噪声提供一些建议吗?

    谢谢!

    Sam

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    您好、Sam、  

    我的 道歉-我漏掉了你之前的描述中的"无芯"一词。 我过去已经在实验室使用此器件测试了无芯电机。 我发现、PWM 会影响电流波形、这使器件难以检测纹波、因为它们不是换向引起的"真正纹波"。 您能否确认不进行 PWM 处理并以100%占空比运行?  

    此外、您能否使用电流探针确认波形具有类似性质? 这是为了排除 ipropi 引脚本身产生噪声的情况、而不是整体电流波形。  

    此致、  
    Karan

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    尊敬的 Karan:

    已理解-在随附的屏幕截图中、我是 PWMing。 我希望使用 DRV 降低电机转速、同时还要跟踪位置、您能否建议这不是一个可行的解决方案? 该问题是否与无芯电机的电感相对较低有关?

    我确实在100%占空比下进行了测试、IPROPI 上的波形更清晰、但仍然会随着负载变化而出现位置丢失(报告的位置与真实位置可能存在20%的差异、超过~1200 RC_Counts)。

    作为参考、空载电流消耗约为30mA、并且我要测试高达~Ω 200mA 的负载。

    我已附上100%占空比、轻负载条件下的波形 pic 以及器件寄存器的屏幕截图。 很抱歉、如果有一种更合理的格式导出这些内容的方法...

    我手头没有电流探头、但请告诉我这些探头是否对故障查找有重大帮助、我将看看我能做些什么。

    谢谢!

    Sam

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    更多信息:

    我已经使用一个比较粗略的直列式电阻器收集了一些电流图。  

    除了明显的电流纹波之外、尽管 PWM 占空比设置为100%、但电流仍存在高频瞬态尖峰。 该尖峰在电机失速时也会出现、如第二个快照中所示。

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    您好、Sam、  

    让我在本周结束时回到您的身边。

    此致、  
    Karan

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    您好、Sam、  

    我懂了。 我所测试的无芯电机在100%占空比下运行良好、但由于电流波形有噪声、因此在 PWM 期间 RC_OUT 脉冲不一致。  

    从第一个波形可以看出、尽管周期性出现清晰的电流尖峰、但 RC_OUT 波形不一致。 这表明电机仍然存在调优问题。 我建议您使用 数据表/应用手册 推荐的过程再次尝试对电机进行调优。 您可以将电流尖峰分类为"纹波"。
    如果 RC_OUT 脉冲在将所有内容按点排列后仍然是非周期性的、则这意味着该器件将不能与无芯电机配合使用(我们之前已经猜到了)。 这是预期行为。 纹波计数算法根据换向原理运行、这在无芯电机中是不存在的。  

    此外、我在第二个波形中没有看到黄色尖峰。 如果您指的是粉色(RC_OUT)尖峰、这些尖峰会因误差校正器而存在。 要禁用它们、您可以参阅数据表第 8.3.6.1.11节"误差校正"。  

    此致、  
    Karan

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    尊敬的 Karan:  

    首先、您能否解释一下"纹波计数算法根据换向原理工作、而这在无芯电机中是不存在的。" -我的理解是,无芯电机仍然包含一个换向器和刷子,在这方面应该像任何其他电机一样运行。 这一数据得到了我提供的电流图的支持、该图显示了随电机转速变化的清晰纹波。  

    也许我最初的示波器轨迹不清楚。 我附加了一些、希望能展示这个问题。  

    除了清晰的电流纹波之外、还会触发纹波检测器产生一个非常高的瞬态尖峰。 瞬态发生时间大致为每 ms 一次、尽管时序会随负载略有变化。  

    即使电机失速、该瞬态仍然存在、但当输出被禁用时、它会中断。 也许占空比未设置为100%?

    我已经使用"标准"有刷电机对驱动器进行了测试、但瞬变 仍然存在。  

    无芯电机、VM = 2V、失速、紫色- RC_OUT、黄色-电机电流:

    无芯电机、VM = 2V、失速、紫色- RC_OUT、黄色-电机电流:

    无芯电机、VM = 2V、失速、紫色- RC_OUT、黄色- IPROPI:

    无芯电机、VM = 2V、正在运行、紫色- RC_OUT、黄色-电机电流:

    无芯电机、VM = 2V、输出已禁用、相同触发条件紫色- RC_OUT、黄色-电机电流:

    然后、我为小型有刷直流电机重新调优了 EVM:

    "标准电机"、VM = 2V、失速、紫色- RC_OUT、黄色-电机电流:

    "标准电机"、VM = 2V、运行、紫色- RC_OUT、黄色-电机电流:

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    您好、Sam、  

    有趣的发现 这与我使用不同无芯电机进行的测试不同。 让我来看看这个、并在本周结束时与您联系。  

    此致、  
    Karan

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    尊敬的 Karan:  

    还有一件事我已经发现:无论电机是否运行、如果禁用纹波计数、电机电流的瞬态都会消失。  

    Sam

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    有意思。 您能告诉我电机的器件型号吗? 我可以尝试订购相同的并在最终复制此示例、因为我的无芯电机没有发生这种情况。

    此致、  
    Karan