如何检测步进电机何时失速?


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如何检测步进电机何时停止运转?

谷歌搜索使我认识到一些人,他们说,当步进电机失速时,电流会突然升高,这可以通过霍尔传感器轻松检测到。(或者,我想通过“我如何感测电动机的电流?”中提到的任何其他电流传感器 来实现 )。

但是,我测量了通过步进电机(4条线中的一条)的电流,并且步进驱动器是否保持一个位置并使其正常移动(在我的应用中这非常缓慢),始终在0.5 A的百分之几内),或者步进驱动器认为正在告诉步进器正常运动,但电动机已超出硬极限。测量+ 12V电源中流向步进电机驱动器的电流,似乎也可以得到一个恒定的电流。这可能是因为我在“斩波器”步进电机驱动器上将电流限制降低到了该数量。

我是否缺少“衡量当前”方法中的一些关键细节?

谷歌搜索使我发现一些其他人,他们在步进驱动器仅驱动另一线圈时测量步进器一个线圈中的反电动势(BEMF)。但这似乎只能区分“电动机快速移动”与“电动机停止”,而似乎无法区分我的“电动机缓慢移动”与“电动机停止”。

即使在我总是缓慢地驱动步进器而从未快速旋转步进器的系统中,是否有某种方法可以应用BEMF方法?

我目前正在使用带有TI DRV8825芯片的步进驱动器板,希望步进电机因我的硬停止而停转时,“故障”引脚会告诉我。但是它似乎没有任何作用-是否应该告诉我有关停转的信息,但我只是将其接线错误?

是否还有其他芯片或驱动技术可以检测到步进器何时因硬停止而停转?

是否有其他检测我可以使用现成的步进电机驱动器“添加”到系统的硬失速的技术?

(是否还有其他StackExchange网站更适合于有关电动机和电动机驱动器的问题?)



电流通过分流电阻馈入运算放大器,并通过简单的PID控制器连接至ADC可能会起作用...

??这如何帮助我检测步进电机何时停止运转?正如我在原始问题中提到的那样:“我测量的电流...始终在0.5 A的百分之几之内,无论我的步进驱动器是...正常移动它(在我的应用中这是非常缓慢的),还是步进驱动器认为这是在告诉步进器正常运动,但电动机已超出了硬极限。”
戴维·卡里

这不能为问题提供答案。要批评或要求作者澄清,请在其帖子下方留下评论-您可以随时评论自己的帖子,一旦您拥有足够的声誉,就可以在任何帖子中发表评论
沙巴兹(Shahbaz)2015年

我也被搜索到了。我认为使用反馈编码器将步

Answers:


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一种选择是使用无传感器失速系统的步进电机驱动器,例如STMicroelectronics L6470 dSPIN:带有运动引擎和SPI的完全集成的微步进电机驱动器

校准后,它可以检测到失速情况并将FLAG引脚升高至高电平,以向uC警告该问题。


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欢迎使用kurtnelle 机器人,感谢您的回答。我已经对其进行了编辑,以提供更多的上下文信息并从链接中提供足够的信息,以便在链接腐烂的情况下人们可以在其他地方找到该信息。
Mark Booth

我发现L6470失速检测很难校准。我的过程一直是找到可靠,正常运行所需的最小kval(忽略失速阈值)。然后,我提高停顿阈值,直到停止报告停顿错误。然后我再增加一点余量。但是很多时候,它仍然无法检测到失速情况...您有什么建议吗?
戴夫

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我发现步进电流波形的FFT通常显示出电机+驱动器系统的固有频率谐波,并且在失速期间会出现额外的频率谐波!您需要的是一个快速的双向电流电压转换IC和一个窄带通滤波器,以检测是否存在额外的谐波。


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不幸的是,您已经发现,很难判断步进电机是否失速,因为如果步进电机的线圈失速(无法步进),保持位置或正常步进,流经步进电机线圈的电流大致相同。

如果添加编码器或使用已经安装了编码器的步进电机,则绝对可以轻松地检测到失速。

为什么要检测步进电机失速?与有刷直流电机不同,使步进电机失速通常对此并不坏。用限位开关可以达到相同的目的吗?


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检测失速对于检测遗漏的步骤尤其重要。在零件公差至关重要的CNC铣削中。

如果您使用两个电机驱动单轴(例如,在CNC机床上),则检测旧档也是很重要的。否则,您将是一个不错的广场,精心设计且毫无疑问的龙门架会撕成碎片。
3Dave

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如果要检测错过的步骤,则需要编码器。幸运的是,同时存在磁编码器和光编码器,它们可以轻松地为您提供每转4096步的编码,因此,即使是微步进步进电机,也可以每步至少测量一个步。

请注意,某些CNC铣床可能不一定检测到遗漏的步骤。取决于操作员,不要编写对主轴和刀具来说太难的刀具路径,并在发生问题时听到问题。相反,这些CNC仅使用末端限位开关来找到绝对原点,然后通过假定采取步骤来完全工作。

编码器还可以让您尝试其他功能,例如使用辅助DC马达进行非接合运动以实现真正的快速激流:-)


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您需要量化:“我测量了通过我的步进电机(4条线中的一条)的电流,并且始终在0.5 A的百分之几之内”。您可以在失速期间检测到一点额外的电流(如果我也假设但有必要证明有额外的电流),只需少量的电流就可以检测出该电流并将其与正常的步进电流进行比较。在某些情况下,主要差异为40 uA,在某些情况下,主要差异为4 mA。没有您的测量参数,就不可能真正为您提供建议。

那么,步进电流与失速电流的确切关系是什么?我也会测量所有导线...您使用的是单极性的吗?我曾经使用过步进器,但是从来没有费心去测量电流,因为我使用的步进器符合负载要求并且从未停顿。因此,一个快速的答案就是获得更大的步进。

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