SPWM软件细分步进电机 转速上不去 请大家来讨论一下问题可能出在哪里

ethan0ly

SPWM软件细分步进电机 转速上不去 请大家来讨论一下问题可能出在哪里 [复制链接]

 

大家好，我是一名在校学生，现在正在做步进电机驱动。
我采用的是STM32查表的方式实现的SPWM软件细分，驱动电路是IR2103加分立MOS管的全桥驱动。步进电机是57HS22-A，布局叫1.8度2相八线步进电机（并连接法）。驱动电压为24V.
现在调试的时候，发现当脉冲频率在200HZ以下的时候，正常运转，但是一旦脉冲频率超过200HZ，步进电机就严重失步了。困扰我好久了，不知道原因出在哪里，希望有经验的人能帮我看看可能是什么问题。下面是调试截图。黄色的是某一项的电压波形，绿色的是相应的电流波形。

huo_hu

肯定是驱动力矩不够,具体原因我觉得是pwm频率太高了效果不理想,你的短脉冲边沿没有起到开启电路的作用.

ethan0ly

huo_hu 发表于 2014-10-28 08:53
肯定是驱动力矩不够,具体原因我觉得是pwm频率太高了效果不理想,你的短脉冲边沿没有起到开启电路的作用.

低速的时候正常，速度上去，电流减小了，力矩也减小。请问您是通过什么方式增大力矩的？提高H桥的电压吗？我的调制比已经设为1.我的载波频率是80KHZ，我实验了一下，减小载波频率是可以减小电机电流，但是如何增大电机电流呢？ 我需要电机转的比较快，所以给的PWM频率要高。短脉冲边沿没有启到开启电路的作用，这句话不是很理解，能不能再解释一下？

huo_hu

正常情况频率和电流是无关的,减小频率后数据要重新计算,为何电流减小情况不明.
那句话的意思是你的开关电路滞后时间太长,刚送出开启信号电路还没有打开关闭信号就到了,所以导致过短的脉冲不能产生电流,简言之是频率和电路不搭.

ethan0ly

huo_hu 发表于 2014-10-28 16:50
正常情况频率和电流是无关的,减小频率后数据要重新计算,为何电流减小情况不明.
那句话的意思是你的开关电 ...

嗯，我的载波频率减小后，sin数据是重新计算的。之前我想错了，改变电流大小应该改变的是调制比，跟载波频率没有关系。我的PWM脉冲在200HZ的时候电机开始失步，但是当我采用2相8拍的时候，电机能转的很快的，电路速度跟不上的可能性不大吧。这样可能讲不清楚，我贴上我的电机驱动的代码。

huo_hu

调制比也是可以大于1的,实际上方波基本就算是超调的状态.2相8拍是低频率状态,高频率就不一定了,因为每次开关都有时间损失次数多了累积起来力矩就不够了.你做个低细分的要是可以那就是这问题了.

xuyiyi

因步进电机是感性负载，V, I 之间存在相位差，驱动频率越高，相位差越大，以之实际流过步进电机的电流变小，产生功率驱动不足。

解决方法：
加入电流环检测，以确定PWM驱动的关断时刻，保证足够的驱动功率 。
像LZ这样的开环控制，高速无解。

huo_hu

xuyiyi 发表于 2014-10-29 17:58
因步进电机是感性负载，V, I 之间存在相位差，驱动频率越高，相位差越大，以之实际流过步进电机的电流变小 ...

不是的,开环没有问题,关键在矩频特性上.
电流检测加在哪儿呢?负载增加电流变大还是变小呢?

xuyiyi

huo_hu 发表于 2014-10-29 23:07
不是的,开环没有问题,关键在矩频特性上.
电流检测加在哪儿呢?负载增加电流变大还是变小呢?

转速低当然影响不大，转速一高，就成问题了。
电流检测一般串在驱动管和地之间，建议LS去多看看多分析分析成品步进电机驱动IC原理图，会大有收获的。

huo_hu

xuyiyi 发表于 2014-10-30 04:25
转速低当然影响不大，转速一高，就成问题了。
电流检测一般串在驱动管和地之间，建议LS去多看看多分析分 ...

驱动器产品了解的不多,原理上应该差不多的,开环低负载3000转每分钟是做过的.

laidaihua

步进电机在低速驱动时，发一个脉冲走一步，一般没什么问题。在整步驱动情况下，57电机在500Hz以下的速度一般都不会出现失步问题。
但如果采取了细分，特别是细分数比较大时，启动力矩会急速下降，启动时很容易出现失步现象，停止时还会出现滑步问题。解决的办法主要是采取加减速驱动方式，并合理设置驱动器的Chopper电流。。

xuyiyi

LZ盆友说在点子上了~~~

由于采取了细分，特别是细分数比较大时，驱动频率越高，V, I 之间相位差也越大，启动或运行力矩会急速下降，电机空载运行或许行，满载运行肯定不行！
只有加入电流环检测，以确定PWM驱动的关断时刻，保证足够的驱动功率 。

liqiezi168

楼主，你的问题解决了吗，我也遇到你同样的问题

lanmanck

liqiezi168 发表于 2016-4-20 16:21
楼主，你的问题解决了吗，我也遇到你同样的问题

楼主估计挂了

huo_hu

IR2103用来做逆变器还可以目标是50HZ，高了不行，速度不够

9jia

我也在做这个研究，交流一下，425905805
ethan0ly

136048599

估计都没人看楼主发出来的代码. 那个计算正弦波的算法就不对...
        //生成正弦波
        {
                const double PI=acos(-1.0);
                const double dv = PI/2.0/MicroStepNum;
                for(i = 0;i                         Sin[i] = (int)(0.5+Modulation*900*sin(i*dv));
                }
        }

huo_hu

136048599 发表于 2018-2-12 17:14
估计都没人看楼主发出来的代码. 那个计算正弦波的算法就不对...
        //生成正弦波
        {
                const double PI= ...

先做成了再想着让别人也看的懂，理解

Lipyoung

大佬这个 怎么玩啊，我想用ＰＷＭ波来实现斩波限流

zhuyebb

调制比也是可以大于1的,实际上方波基本就算是超调的状态