Wie funktionieren Chopper-Treiber für Schrittmotoren?

Beim Lesen über Motortreiber bin ich etwas verwirrt darüber, wie kommerzielle Schrittmotortreiber tatsächlich funktionieren, um die Leistung zu regulieren, die in die Motorwicklungen fließt.

Hier sind ein paar Dinge, die mir klar erscheinen. H-Bridge-Treiber wie l293d, l298 und andere sind Konstantspannungstreiber in einer Weise, dass, wenn der Motor versucht, 4 Ampere bei 12 V zu ziehen, diese Treiber wahrscheinlich schnell brennen werden.

Ein Chopper-Treiber sollte in der Lage sein, einen konstanten Strom zum Motor zu halten. Wenn wir also einen 1,7-A-Motor verwenden, regelt der Treiber die Spannung auf den Strom, der immer bei etwa 1,7 A liegt.

Ich habe gelesen, dass eine Möglichkeit, den Strom zu regulieren, darin besteht, die Wicklungen PWM zu machen, um die Spannung zu regulieren. Ich stelle mir vor, dass eine Konstantspannungsquelle von 50 V im Durchschnitt auf 25 V geregelt werden könnte. Hier habe ich auch gelesen, dass die Länge der PWM eine Rolle spielen könnte, damit der Motor nicht zu stark flackert.

Soweit ich weiß, ist PWM für kurze Zeit einfach ein Burst von 50 V.

Jetzt bin ich mir nicht sicher, wie der Strom dann mit PWM geregelt wird. Wenn die Spannung im Durchschnitt erfasst wird. Es mag logisch erscheinen, dass Amps auch als Durchschnitt erfasst werden.

Mit anderen Worten, wenn ein Motor 6 A zieht, der Motor jedoch mit einem Arbeitszyklus von 50 % gespeist wird, würden wir 3 A spüren.

Aus dem l298-Datenblatt können wir dies für den maximalen Strom lesen:

Spitzenausgangsstrom (jeder Kanal)

• Nicht repetitiv (t = 100 μs) 3A
• Wiederkehrend (80 % an –20 % aus; t an = 10 ms) 2,5 A
• Gleichstrombetrieb 2A

Je kürzer die Bursts sind, desto mehr Verstärker können wir nach meinem Verständnis in den Treiber einspeisen. Wenn wir also PWM für 100 μs konfigurieren würden, könnten wir höchstens 3 A. Mit anderen Worten, wir könnten einen Burst von 6 A mit einem Arbeitszyklus zwischen 0-50 % in einem 200-μs-Zyklus haben und den l298-Chip nicht beschädigen.

Wenn dies richtig ist, müssen wir am Ausgang ein Sensorgerät anbringen, um zu messen, wie viel Strom von der Schaltung verbraucht wird. Wenn der Strom gemessen wird, können wir den Arbeitszyklus unserer PWM an die von uns gewählten Einschränkungen anpassen.

Wie riskant diese Konstantstromquelle ist, ist also, wie schnell Sie die PWM regulieren können, um nichts zu verbrennen. Wenn wir Strom nur bei 300 us erfassen können, könnte dies 100 us hinterlassen, bei denen der Strom zu hoch sein könnte. Es ist wahrscheinlich eine gute Sache, einen guten Spielraum zu behalten, um eine Katastrophe zu verhindern, wenn die PWM-Anpassung nicht reaktiv genug ist.

Notiz:

Kurz gesagt, dies ist nur das grundlegende Ohmsche Gesetz, das im Spiel ist. Da sich der Motorwiderstand unter Last ändern kann und wir den Strom auf I festlegen. Wir müssen die Spannung für ein festes R und I berechnen. Wir müssen also nur den Widerstand des Motors erfassen. Wenn zum Beispiel der Motor ohne Last 4,5 Ohm hat, sollte die Spannung auf 7,65 V für einen Strom von 1,7 A eingestellt werden, aber wenn die Last den Widerstand erhöht, um beispielsweise 10 Ohm zu sagen, könnte die Spannung auf 17 V und dann auf einen Widerstand von eingestellt werden 50 Ohm kann auf 85 V eingestellt werden.