Биения шаговика
Добрый день! Собрал драйвер на 297 и полевиках, схема в аттаче. Проблема в том, что двигатель при работе примерно раз в секнду (но апериодично) спотыкается. Это заметно, если взять его в руку - ощущается явное подергивание. При увеличении тока в обмотках проблема не исчезает. Пару раз случалось, что шаговик произвольно менял направление вращения, делал примерно один-два оборота в другую сторону (причем, казалось, что на большей скорости!), затем продолжал крутиться в нужную сторону… При разгоне до очень больших оборотов биения пропадают, но на таких скоростях ШИМа в обмотках уже нет. Без степов все нормально, движок просто тихонько пищит.
- Движок FL86STH80-4208 в параллельном биполярном подключении, 4.2А на обмотку
- Питание от импульсника 48В 600Вт
- Полевики IRFI4019H + IRS2104
- Сигналы степ с простого генератора на NE555. Осциллограф показывает стабильную картинку, без пропусков.
Кто-нибудь сталкивался с такой проблемой? В чем может быть дело, уже почти всё перепробовал - не помогает. Если нужно - сфотографирую осциллограммы попозже.
Тут наверное осцилографом смотреть и не надо.
Повесьте лампочки от автомобиля вместо обмоток шаговика, а на вход степ повесить микрик, на него впараллель кондер (от тдребезга) и шагайте по шагу и смотрим что показывают лампочки, похоже что на какото шаге у вас одна из обмоток не “срабатывает”
Когда то давно было что-то похожее. Вообще у L297 проблемы с blank_time. Фильтры по Vsence надо обязательно, хотя у Вас в схеме они и так есть. Если все же проблема в этом то многое зависит и от разводки сенсорных цепей. На всякий случай гляньте осциком на ногу Vsence на малой скорости. Длительность выброса при переключении фаз не должна быть более 10uS. В качестве эксперимента можно понизить частоту осциллятора - бланк тайм соответственно увеличится.
Аэробус, спасибо, попробую. Но ведь в таком случае движок должен бы дергаться периодично, так? А он у меня сбоит случайно - может секунд 5 крутить ровно, затем дернуться разок, и снова пару секунд нормально работать и т.д. Может, дело в бракованной 297? Сейчас проверить не могу, осталась последняя, следующую партию комплектухи жду только через неделю.
Leg, с фильтрами вообще история интересная - с первоначально рассчитанными номиналами (теми, что в схеме) движок крутиться вообще отказывался - дрожал на месте. Уменьшил сопротивление резисторов - зашагал, но со сбоями. Вообще же перепробовал фильтры на разное время и вообще без фильтров - результат тот же. Разводка, конечно, далеко не идеальная, т.к. сейчас это односторонняя отладочная плата, сделанная лутом (см. аттач). Но я пробовал содрать дорожки сенсорных цепей и напаять вместо них экранированные проводки - не помогло. Выбросы на этих входах (как и на Vref) есть, довольно большой амплитуды. Но даже при развертке в несколько нс они выглядят одиночными тычками. С частотой генератора тоже вещи странные. При дефолтных номиналах RC цепи частота на выходе синхронизации около 14КГц, При уменьшении резистора до 18КОм частота почти не повышается… А бланк тайм это что? Минимальная длительность импульса для срабатывания компаратора?
А бланк тайм это что?
Это время после включения ключей в течении которого система не реагирует на компаратор. Для защиты от сработки по “тычкам” на переключении. Вкратце один период ШИМ выглядит так:
Включаются ключи, индуктивность заряжается, при достижении тока в обмотке выше Vref срабатывает компаратор - ключи закрываются,идет разряд, далее по истечении времени одного периода генератора все повторяется.
Бланк-тайм блокирует сработку по компаратору в некоторое время в начале периода ШИМ, в тот момент когда идут “тычки.”
Но видимо у Вас проблема где-то в другом месте.
А сфоткать форму тока(напряжение на сенсорном резисторе) можете?
Спасибо за разъяснение.
Форма напряжения на токовых шунтах похожа на лезвие канцелярского ножа, т.е. прямоугольник со скошенной влево вершиной. Как доберусь до лаборатории - сфотографирую осциллограммы во всех ключевых точках.
Так?
Если да, то вполне красиво. Правда общей картины тока не видно, т.к. разряд идет минуя сенсорный резистор. Но даже по этому можно судить что сдесь все ОК. Посмотреть бы что происходит в момент спотыкания.
Да, я не внимательно прочел. Прошу прощения. У меня такое было, но с правильной периодичностью. Лампочки помогли.
Может RC фильтр пропускает какойто “дребезг” R27C15, R28C14. И проходит ложное срабатывание компаратора.
Мы являемся разработчиками этого драйвера. Всё тут www.cncmasterkit.ru/modules.php?name=Forums&file=v…
Собрано их тьма, и нареканий нет. А вот с опторазвязкой были проблемы. После оптопар сигнал смотрели?
Забыл, а это важно. Узел на 555 будет работать только со step низкого уровня. Иначе не будет перехода в режим удержания.
Leg, да, картина именно такая. Но выбросов много больше. В момент спотыкания не представляю как сниять осциллограмму, память у моего осциллографа небольшая (
Аэробус, Вы действительно не внимательно прочли 😃 Про фильтр я и Leg уже писали. Там действительно есть проблема, но вот решить её перебором rc-цепей на разное время не удается.
Dj_smart, при всем моем уважении к Вам, разработчиком этого драйвера являюсь я. Если Вы внимательно посмотрите схему и макет, сможете в этом убедиться. Хотя, если уж критично подходить к вопросу, то такие заявления могут делать только сотрудники ST, а то что делаем мы с Вами - берем готовый кристалл L297 и заменяем биполярную структуру L298 аналогичными мостами на полевиках - разработкой назвать сложно, это адаптация. Хотя должен признать, схема удержания полностью скопирована с того проекта и является результатом обсуждения участников Вашего форума. Если бы в свое время не наткнулся на Ваш форум, сам бы сделал на тиньке, но все-таки схема на таймере проще и прозрачнее, даже несмотря на зависимость тока удержания от рабочего.
А если говорить конструктивно, то с оптронами все нормально. На степе стоит оптрон с усилителем, сигнал четкий, завал фронта около 10-15нс. Степ низкий, входы и выходы подтянуты к высокому уроню, так что это очевидно 😃 В режим удержания уходит стабильно. Пробовал исключить таймер и подавать постоянный рабочий Vref - проблема осталась.
Ras2, забыл спросить, при удержании под током(номинальным а не удержания) стук есть?
Просто если есть - то копать стоит в сторону шим-формирователя, т.е. генератор и вход компаратора.
Если нет, в сторону переключения фаз.
Leg, при номинальном токе не пробовал, только в удержании. Попробую потом и отпишусь, но уверен почти на 100%, что без степов и при номинальном токе будет все нормально.
Вот обещанные фотографии. Прошу прощения за размер, у пикассы проблемы с превьюшками.
Масштаб напряжение/время виден на экране (нижняя часть), номер задействованного канала слева.
Собственно, сама макетка:
Сигналы степ с генератора, силовая часть не подключена.
Сигналы степ после оптопары, силовая часть не подключена. Если ткнуть в степ при подключенных 48В, по сигналу идут сильные помехи, движок скачет на месте.
Тот же степ при большей развертке.
Передний фронт степа
Задний фронт степа
Вход генератора
Выход синхронизации
Сигналы с выходов A B C D с 297й на вход драйверов, силовая часть не подключена.
Сигналы с выходов A B C D с 297й на вход драйверов, силовая часть подключена.
Сигнал на затворах, силовая часть не подключена.
Фронт сигнала на затворах, силовая часть не подключена.
Напряжение на обмотке двигателя без степа:
То же самое при большей развертке
Сигнал на затворах, силовая часть подключена. Как видите, в одном пакете первые импульсы более широкие, затем они становятся всё уже.
Напряжение на обмотке двигателя со степами:
То же при большей развертке
Еще большая развертка, начало пакета импульсов
Напряжение Rsense, со степами
То же при большей развертке
Еще большая развертка. Сигналы так сильно завалены из-за RC фильтра на довольно большое время. Перед съемкой перепаивать фильтры на меньшие не стал, т.к. с ними двигатель работает точно так же (прыгает)
Вход Vref, силовая часть подключена, движок шагает.
То же самое при большей развертке
А вот это уже более интересно:
Выход синхронизации при сбое (когда движок дернулся)
Напряжение на обмотке при сбое
Выход синхронизации при сбое
Это 100% ненормально. Первая осциллограмма(без сбоя) идеальная - время низкого уровня - это и есть бланк тайм. Внутри он подключен на вход SET тригера не давая тригеру сбросится от компаратора.
Период первой осциллограммы так же постоянен, это нормально.
На второй все плохо, период изменился, бланк тайм возрос, фронты затянуты.
Явный сбой генерации.
Первое что я бы сделал - внешний генератор прямо на Vsinc. Скважность 1/10 будет достаточно. Или простой меандр на вход генератора(если нет возможности побыстрому менять скважность)
По другим графикам тоже есть сомнения, но это потом, самому переварить надо.
Вообще, судя по наличию выбросов на Vref шум переключения гуляет по всей плате через цепи питания. Возможно поможет локальное добавление блокировочных конденсаторов.
Источник питания для логической схемы - отдельно 24V?
Уж больно степы на вид узкие. И на втором фото второй импульс не дотягивает до ноля. Если некуда копать, попробовать бы их чуток расширить.
Leg, генератор попробую, спасибо.
Насчет конденсаторов - в схеме есть уже шунт по опорному напряжению не дальше 0,5-1 см от микросхемы, если его убрать - ничего не меняется, если добавить еще 100нф вплотную к ножкам 297й - движок просто шумит и дрожит на месте.
Источника питания три - 5В на генератор, 24В (через кренки 15/5) на логику и 48В на мосфеты. 24 и 48 объединены по земле. Все импульсники, без регулировки по току, обычные минвэловские блочки питания.
Dj_smart, увеличивать ширину импульса пробовал вплоть до 100-150мкс, не помогает. На картинке один импульс и правда инвалидный, но, возможно, это косяк осциллографа. Как бы там ни было, один пропущенный степ может объяснить прыжки движка, но не странные осциллограммы на выходе синхронизации. В любом случае, попробую завести лабораторный генератор импульсов на степ, вдруг поможет.