若何簡化步進(jìn)西瑪電機(jī)體系設(shè)想

時(shí)間：2019-07-05 23:30

　　當(dāng)代步進(jìn)西瑪電機(jī)驅(qū)動(dòng)體系凡是應(yīng)用散成電路功率芯片驅(qū)動(dòng)西瑪電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，偶然能夠借會(huì)合成一些簡略的把持功效，像電流把持。有些較進(jìn)步前輩的把持芯片借散成一個(gè)狀況機(jī)，對步進(jìn)西瑪電機(jī)的步進(jìn)次序停止響應(yīng)的把持。普通而行，步進(jìn)時(shí)序戰(zhàn)活動(dòng)直線是由一個(gè)內(nèi)部微把持器或公用的ASIC邏輯電路把持的。假如須要把持多臺(tái)西瑪電機(jī)，處理措施不過是給每臺(tái)西瑪電機(jī)安拆公用邏輯電路或正在微把持器上安拆每臺(tái)西瑪電機(jī)的把持硬件。經(jīng)由過程正在一顆芯片上散成一個(gè)數(shù)字把持內(nèi)核戰(zhàn)驅(qū)動(dòng)電路，意法半導(dǎo)體的新產(chǎn)物 L6470可簡化多西瑪電機(jī)把持體系的設(shè)想。那款新IC采取電壓把持形式，可以或許以1/128微步進(jìn)治理用戶設(shè)置的活動(dòng)直線，并且那些操縱對主微把持器的背荷影響微不足道。正在采取該把持器的體系中，由于微把持器只需背把持器收回高等活動(dòng)號(hào)令，以是只用一個(gè)微把持器便可沉緊治理多臺(tái)西瑪電機(jī)。
　　媒介
　　意法半導(dǎo)體新推出的步進(jìn)西瑪電機(jī)把持芯片L6470正在一顆芯片上散成了功率級(jí)戰(zhàn)一個(gè)數(shù)字把持內(nèi)核。那款步進(jìn)西瑪電機(jī)把持芯片可以或許經(jīng)由過程SPI接心接受微把持器的活動(dòng)直線號(hào)令，依照預(yù)造的加快度戰(zhàn)速率直線主動(dòng)履行活動(dòng)，借能主動(dòng)加速西瑪電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速率，并使之堅(jiān)持預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速。
　　把持邏輯電路是一個(gè)能夠設(shè)置的狀況機(jī)，可以或許接受并保留各類參數(shù)，比方：加快度、加速率、啟動(dòng)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速、相電流把持 (PWM)戰(zhàn)步進(jìn)形式。從齊步進(jìn)到1/128微步進(jìn)，該把持器共支撐8種步進(jìn)形式。內(nèi)部盡對地位計(jì)數(shù)器賣力盤算所選步進(jìn)形式的步進(jìn)或微步進(jìn)的數(shù)目，以相稱于該步進(jìn)形式的辨別率跟蹤西瑪電機(jī)轉(zhuǎn)子地位。每步扭轉(zhuǎn)1.8 度，1/128微步西瑪電機(jī)轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)一整圈后，地位計(jì)數(shù)器將主動(dòng)增添25600（128×200步）。
　　一切的活動(dòng)參數(shù)戰(zhàn)號(hào)令皆是經(jīng)由過程SPI接心收到把持器。把持邏輯電路賣力說明進(jìn)步步數(shù)等活動(dòng)號(hào)令，把持西瑪電機(jī)從靜行開端做加快運(yùn)轉(zhuǎn)再返回到結(jié)束狀況所需的步進(jìn)時(shí)光戰(zhàn)步數(shù)輸出，同時(shí)履行號(hào)令中的步進(jìn)總數(shù)。該芯片借能給那些活動(dòng)號(hào)令列隊(duì)?wèi)?zhàn)收收，停止龐雜的活動(dòng)把持，從而可以或許年夜幅削減微把持器的開消。
　　活動(dòng)戰(zhàn)地位號(hào)令
　　數(shù)字內(nèi)核可履行五種活動(dòng)號(hào)令戰(zhàn)4種結(jié)束號(hào)令:
　　Run (Direction, Speed):加快運(yùn)轉(zhuǎn)曲到接到結(jié)束號(hào)令為行
　　Move (Direction, N_Steps):沿號(hào)令標(biāo)的目的活動(dòng)N步
　　GoTo (Position):沿最間接途徑活動(dòng)到盡對地位
　　GoTo (Direction, Position):沿指令標(biāo)的目的活動(dòng)到盡對地位
　　GoUntil (Act, Direction, Speed):加快運(yùn)轉(zhuǎn)曲到有內(nèi)部事務(wù)產(chǎn)生為行
　　SoftStop:加速曲到結(jié)束
　　Hard Stop:緊迫造動(dòng)（無加速進(jìn)程）
　　SoftHiZ:加速到結(jié)束，然后封閉電橋
　　HardHiZ:緊迫造動(dòng)，并封閉電橋
　　正在開端任何活動(dòng)之前，經(jīng)由過程SIP接心應(yīng)用SetParam號(hào)令設(shè)置運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)：最低轉(zhuǎn)速、最下轉(zhuǎn)速、加快度、加速率和別的活動(dòng)參數(shù)值。為確?；顒?dòng)的完全性，正在西瑪電機(jī)活動(dòng)進(jìn)程中，活動(dòng)直線的良多參數(shù)值是鎖定的，只能正在西瑪電機(jī)被造動(dòng)后才干變動(dòng)那些參數(shù)。
　　當(dāng)接受到一條 Move號(hào)令時(shí)，把持器將盤算西瑪電機(jī)從靜行開端做加快運(yùn)轉(zhuǎn)再返回到肇端地位所需的步數(shù)N的活動(dòng)直線，全部進(jìn)程皆是由數(shù)字內(nèi)核硬件自力完成的。
　　GoTo號(hào)令唆使驅(qū)動(dòng)器依據(jù)內(nèi)部22位盡對地位計(jì)數(shù)器的數(shù)值驅(qū)動(dòng)西瑪電機(jī)扭轉(zhuǎn)到一個(gè)特定地位。 GoTo號(hào)令分為兩種：一種沿特定標(biāo)的目的扭轉(zhuǎn)；另外一種是沿最間接途徑扭轉(zhuǎn)，即斷定以起碼步數(shù)到達(dá)所需地位的活動(dòng)標(biāo)的目的。對每步扭轉(zhuǎn)1.8度的1/128微步電念頭，22位計(jì)數(shù)器的剖析率相稱于西瑪電機(jī)扭轉(zhuǎn)年夜約164周。即使齒輪加速比很年夜，有用剖析率依然正在地位計(jì)數(shù)器的范疇內(nèi)。GoTo號(hào)令的活動(dòng)直線看起去取Move號(hào)令直線雷同，可是有一面分歧，正在GoTo號(hào)令中，到達(dá)號(hào)令指定的盡對地位所需步數(shù)是主動(dòng)盤算成果。
　　Run戰(zhàn)GoUntil號(hào)令用于使電念頭堅(jiān)持恒速扭轉(zhuǎn)，曲到接到一條造動(dòng)號(hào)令 (實(shí)用于Run號(hào)令)或有內(nèi)部事務(wù)產(chǎn)生(實(shí)用于GoUntil)為行。當(dāng)接受到一條造動(dòng)號(hào)令時(shí)，把持器履行上面兩種操縱之一：緊迫造動(dòng)或加速造動(dòng)。該器件借能履行緊迫造動(dòng)或加速結(jié)束，然后供給三態(tài)輸出。
　　應(yīng)用一系列Run號(hào)令能夠履行龐雜的活動(dòng)。每接到一個(gè)新的Run號(hào)令后，把持器城市驅(qū)動(dòng)西瑪電機(jī)做加快或加速扭轉(zhuǎn)到新號(hào)令指定的地位，并以指定速率堅(jiān)持扭轉(zhuǎn)，曲到接受到下一條Run號(hào)令或一條Stop號(hào)令為行。當(dāng)接受到一條反背運(yùn)轉(zhuǎn)號(hào)令時(shí)，西瑪電機(jī)加到最低速率，然后再背相反標(biāo)的目的加快運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　電壓把持式微步進(jìn)
　　凡是情形下，步進(jìn)西瑪電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是電流式把持設(shè)想，電流把持器監(jiān)測并把持繞組電流強(qiáng)度。這類構(gòu)造讓設(shè)想職員可以或許正在寬轉(zhuǎn)速范疇內(nèi)堅(jiān)持所需的轉(zhuǎn)矩，并且電源電壓顛簸很小。這類設(shè)想很是合適齊步戰(zhàn)半步驅(qū)動(dòng)器，并且也易于真現(xiàn)。良多設(shè)想職員制止正在微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器中應(yīng)用電壓把持方法，由于電源電壓變更致使峰流有很年夜變更，并且，跟著轉(zhuǎn)速進(jìn)步，西瑪電機(jī)的反電動(dòng)勢（EMF ）也會(huì)加強(qiáng)。不外，應(yīng)用數(shù)字把持技巧能夠修改那些晦氣身分。
　　為真現(xiàn)這類電壓把持式驅(qū)動(dòng)電路，須要應(yīng)用一個(gè)PWM計(jì)數(shù)器/按時(shí)器電路去把持輸出脈寬，以數(shù)字方法設(shè)置輸出占空比。L6470經(jīng)由過程正在西瑪電機(jī)繞組上施減電壓去把持相電流。固然不克不及間接把持相電流的幅度，可是，相電流取相電壓的巨細(xì)、背載、轉(zhuǎn)矩、西瑪電機(jī)電教特征戰(zhàn)轉(zhuǎn)速親密相干。有用輸出電壓取西瑪電機(jī)電源電壓戰(zhàn)KVAL系數(shù)的積成反比。KVAL的與值范疇是電源電壓的0%到100%。正在微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器中，那個(gè)最年夜值再乘以調(diào)造指數(shù)，可發(fā)生所選步數(shù)的正弦波。峰值電壓由上面的公式得出：
　　BEMF抵償
　　假如正在全部轉(zhuǎn)速范疇內(nèi)初末背西瑪電機(jī)供應(yīng)雷同的峰值電壓，跟著西瑪電機(jī)轉(zhuǎn)速增添，電流強(qiáng)度會(huì)逐步下降，由于西瑪電機(jī)的反電動(dòng)勢BEMF會(huì)光鮮明顯下降施減到線圈上的電壓。跟著西瑪電機(jī)轉(zhuǎn)速增添，BEM以線性方法進(jìn)步，由于線圈上的電壓是現(xiàn)實(shí)施減的相電壓取BEMF電壓的好值，以是電流將會(huì)下降。
　　為修改BEMF增添對電流的影響，該產(chǎn)物正在KVAL系數(shù)中增添一個(gè)修改BEMF的果數(shù)。實(shí)質(zhì)上，便是正在 KVAL初初設(shè)置值中增添一個(gè)修改值，以抵消BEMF的影響。因?yàn)锽EMF間接取轉(zhuǎn)速成反比，是以那個(gè)修改值果數(shù)是一個(gè)斜率，依據(jù)那個(gè)斜率戰(zhàn)電流轉(zhuǎn)速去盤算及時(shí)修改值。該產(chǎn)物供給分歧的修改值：第一個(gè)值是一個(gè)尺度值，實(shí)用于西瑪電機(jī)從整轉(zhuǎn)速開端加快運(yùn)轉(zhuǎn)，曲到訂交轉(zhuǎn)速參數(shù)INT_SPEED設(shè)置的最下速率為行。正在訂交速率之上，能夠用兩個(gè)附減的斜率調(diào)劑尺度斜率，一個(gè)用于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)加快度，另外一個(gè)則用于加速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng) BEMF修改值設(shè)置恰當(dāng)時(shí)，峰值電流正在西瑪電機(jī)齊程轉(zhuǎn)速范疇內(nèi)堅(jiān)持恒定，如圖4所示。圖6描寫了當(dāng)一個(gè)西瑪電機(jī)加快運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的現(xiàn)實(shí)電流波形。
　　電源戰(zhàn)相電阻修改
　　西瑪電機(jī)的電源電壓戰(zhàn)相電阻是別的兩個(gè)影響相電流的重要身分。由于把持器采取電壓把持方法，對輸出占空比停止把持，以是那兩個(gè)要素當(dāng)中任何一個(gè)產(chǎn)生變更，城市影響相電流。
　　當(dāng)西瑪電機(jī)出有穩(wěn)壓電源時(shí)，正在從電源到西瑪電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電壓上會(huì)呈現(xiàn)大批的脈動(dòng)電壓。跟著電源電壓變更，西瑪電機(jī)電流也會(huì)顛簸。假如電源上的脈動(dòng)電壓很年夜，當(dāng)西瑪電機(jī)電流變得太小時(shí)，西瑪電機(jī)極可能會(huì)結(jié)束運(yùn)轉(zhuǎn)。該把持器內(nèi)置一個(gè)電源電壓修改電路，如圖7所示。正在那個(gè)電路內(nèi)，內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器賣力測定電源電壓，然后由正在數(shù)字內(nèi)核真現(xiàn)的修改算法盤算修改果數(shù)，將其施減到PWM占空比內(nèi)，使輸出電壓值正在全部電源電壓變更范疇內(nèi)堅(jiān)持恒定。
　　跟著西瑪電機(jī)發(fā)燒，相阻變更也會(huì)間接影響相電流。KTHERM設(shè)置用于修改西瑪電機(jī)內(nèi)部發(fā)燒致使的相阻變更。驅(qū)動(dòng)器把持器的硬件能夠監(jiān)測或估量西瑪電機(jī)溫度的降低狀態(tài)，設(shè)置KTHERM值，修改由于溫度降低而引發(fā)的西瑪電機(jī)相阻的變更。比方，可使用一個(gè)簡略的算法測定正在運(yùn)轉(zhuǎn)距離時(shí)西瑪電機(jī)結(jié)束運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的相阻，依據(jù)丈量成果調(diào)劑KTHERM值。
　　結(jié)論
　　L6470真現(xiàn)的功效讓設(shè)想職員能夠真現(xiàn)電壓把持式微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，修改曩昔須要采取電流把持式驅(qū)動(dòng)器才干處理的典范的體系題目。從整體上看，體系把持變得加倍逆暢，出有電流把持式驅(qū)動(dòng)器的
核心關(guān)鍵詞： 西瑪電機(jī) 西安西瑪電機(jī) 高壓電機(jī) 低壓電機(jī) 西安電機(jī)廠 直流電機(jī) 交流電機(jī) 變頻電機(jī) 防爆電機(jī) 電機(jī)控制柜 電機(jī)設(shè)計(jì)制造 電機(jī)配件 電機(jī)維修 來源網(wǎng)址： https://m.simo.org.cn/xingyezixun/1461.html