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[讨论] 直流有刷电机的驱动问题

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一粒金砂(中级)

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发表于 2014-9-13 23:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
问题起因在于最近在尝试做一个简单的直流电机驱动(之前没有接触过,首次尝试,一开始觉得没多大问题),实际上我驱动的目标是一个直流电机型的电动推杆,由于它的额定电压电流值是24V/2A,我很显然的想到可以用很常见的L298N(驱动电压高于目标值,电流也可以达到2A吧)驱动电路来尝试,网上成熟的驱动电路,不贵,所以直接买了一块儿回来,加上一个avr单片机的控制板,采用定时器产生PWM来进行驱动。接上了之后才发现离自己的预期差得很远:
     1.直流电机基本可以完成预设的动作,但是在低频PWM占空比的情况下,直流电机的声音让人无法忍受,我并不是很理解PWM频率对电机的影响,10K左右的PWM只是出于网上常见的一些程序,所以自己尝试改了一下频率,发现频率增加后,声音变的小了,但是在更高的频率下,电机跑一段时间就不动了(应该是传说中的堵转了?)
     2.L298N的发热太大了,不敢碰了都(这应该是说明其工作的电流过大了?是不是说明长时间在2A左右的大电流情况下工作还是不太现实的,所以准备换一种驱动电流更大一点的芯片,但是究竟是多少才合适呢?还是我的想法是不对的?)
     3.单片机控制板和驱动板按理应该是要共地的吧,我一开始这样做了,然而我的供电电源(输出额定值24V/6A)却一直在报警(应该是过流了?),一开始以为是别的问题,因为我想我的电路中没有超过额定工作值的部分,然而付出了代价,我烧掉了L298N的一路输出。所幸,没有加光耦隔离的控制板和供电的开关电源没问题。
     希望有前辈能帮忙分析一下吧,我觉得在直流电机的问题中,驱动能力,额定电压电流,还有怎样选取驱动电路,以及驱动直流电机PWM的合适值等问题都是要明确的,感觉自己的理解很朦胧,只是隐约觉得应该怎样做,没有很清晰的思路,觉得很多人应该也有这方面的问题。不知道有没有大神可以将这些问题稍加整理,帮助我们这些小将理解一下,期待中。。。
此帖出自模拟电子论坛


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-9-14 10:50 | 显示全部楼层
自己顶个~~


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超级版主

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发表于 2014-9-14 12:31 | 显示全部楼层
楼主说了那么多,最重要的却没有说。
你的“电动推杆”是否需要调速?
“电机跑一段时间就不动了”,电动机不转了,此时电动机电流多大?电动机是否很热?
“L298N的发热太大了,不敢碰了都”。你是买的现成板子,板子上L298是否加了散热器?
“所以准备换一种驱动电流更大一点的芯片”,你的L298是怎样与电动机联接的?没有搞清楚为何烧毁一路输出就准备换芯片,那还分析这块L298板子干什么?
······
连接线图都懒得贴出来,很难得到准确的故障分析。

点评

谢谢您! 我是想要用PWM进行调速的,因为电动推杆直接接24V电压的话,感觉速度比我需要的速度要快很多; 电动机不动的时候电流我没有测出来。。。但是整个过程,电动机始终没有明显的发热现象; 芯片是加了散热片  详情 回复 发表于 2014-9-14 15:38


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纯净的硅(中级)

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发表于 2014-9-14 12:55 | 显示全部楼层
记得L298是总电流4A,不过它是两路的,每路2A,对于楼主的应用,一点裕量都没。
应该是两路并起来。。才能满足要求

maychang 版主的问题很实际,真的需要调速么?
PWM方式只是为了能够在较低转速的情况下保持一定的转矩。
话说楼主提高了PWM频率是对滴,不过改到了多少啊?

散热器呢???楼主难道不看datasheet么?

点评

芯片是加了散热片的,两路的驱动输出,我只用了其中的一路; 另外,我是希望能用PWM进行调速的。后来PWM的频率改成了1M左右,声音变得很小,但是一段时间(做了正反转的动作,持续大概1分钟左右)后电  详情 回复 发表于 2014-9-14 15:31


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-9-14 15:23 | 显示全部楼层
额,不好意思,补上驱动的电路图:

L298N驱动电路

L298N驱动电路




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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-9-14 15:31 | 显示全部楼层
huayuliang 发表于 2014-9-14 12:55
记得L298是总电流4A,不过它是两路的,每路2A,对于楼主的应用,一点裕量都没。
应该是两路并起来。。才能 ...

       芯片是加了散热片的,两路的驱动输出,我只用了其中的一路;       另外,我是希望能用PWM进行调速的。后来PWM的频率改成了1M左右,声音变得很小,但是一段时间(做了正反转的动作,持续大概1分钟左右)后电机就不动了;

       我看了一下网上的资料,他们说L298N的额定功率是25W,持续工作电流2A,所以原理图的驱动电机电压才是12V,而我直接接了24V(在芯片的耐压范围以内),是不是因为这样才会发热严重。。。


点评

L298 极限电流才是2A啊。 你的电机是24V/2A,接近50W的功率,感觉用集成的功率器件已经不划算了,而且这类东西需要控制正反转,用MOSFET搭H桥吧。 话说无论如何也不至于1MHZ的频率啊,30K,超出听觉范围就足够了  详情 回复 发表于 2014-9-15 08:22


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-9-14 15:38 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2014-9-14 12:31
楼主说了那么多,最重要的却没有说。
你的“电动推杆”是否需要调速?
“电机跑一段时间就不动了”,电动 ...

谢谢您!
我是想要用PWM进行调速的,因为电动推杆直接接24V电压的话,感觉速度比我需要的速度要快很多;
电动机不动的时候电流我没有测出来。。。但是整个过程,电动机始终没有明显的发热现象;
芯片是加了散热片的,两路的驱动输出,我只用了其中的一路;
因为驱动芯片发热比较严重,我觉得长时间工作的话肯定是不行的,才考虑要不要换个驱动电流更大的芯片。。。



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纯净的硅(中级)

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发表于 2014-9-15 08:22 | 显示全部楼层
锗一 发表于 2014-9-14 15:31
芯片是加了散热片的,两路的驱动输出,我只用了其中的一路;       另外,我是希望能用PWM进行调 ...

L298 极限电流才是2A啊。
你的电机是24V/2A,接近50W的功率,感觉用集成的功率器件已经不划算了,而且这类东西需要控制正反转,用MOSFET搭H桥吧。

话说无论如何也不至于1MHZ的频率啊,30K,超出听觉范围就足够了。。频率高了,器件都可能没法工作了。

点评

恩恩,在网上找了些资料,有人说L298N的数据手册上电压可以高于24V,但在使用经验上说用在24V已经相当勉强了。。。  详情 回复 发表于 2014-9-15 09:44


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-9-15 09:44 | 显示全部楼层
huayuliang 发表于 2014-9-15 08:22
L298 极限电流才是2A啊。
你的电机是24V/2A,接近50W的功率,感觉用集成的功率器件已经不划算了,而且这 ...

恩恩,在网上找了些资料,有人说L298N的数据手册上电压可以高于24V,但在使用经验上说用在24V已经相当勉强了。。。


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超级版主

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发表于 2014-9-15 15:23 | 显示全部楼层
1MHz频率未免太高。
人耳只能听到20kHz,驱动频率高于20kHz即可,至多留些余量,用25kHz。
L298工作于24V一点问题也没有,倒是电流余量不大。
你需要控制两台电动机么?如果只需要控制一台,L298允许两路并联使用。


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