ZHCAC12 January   2023 DRV8452 , DRV8462

PRODUCTION DATA  

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1步进电机驱动器的功率效率
  4. 2自动扭矩
    1. 2.1 自动扭矩:学习原理
      1. 2.1.1 配置自动扭矩学习例程
    2. 2.2 电流控制
      1. 2.2.1 设置电流控制参数
    3. 2.3 PD 控制环路
    4. 2.4 自动扭矩调优参数的影响
      1. 2.4.1 学习参数对负载瞬态响应的影响
      2. 2.4.2 ATQ_UL、ATQ_LL 迟滞的影响
      3. 2.4.3 负载分布对节能的影响
      4. 2.4.4 自适应 ATQ_UL、ATQ_LL
      5. 2.4.5 PD 参数依赖曲线
        1. 2.4.5.1 对 KP 的依赖
        2. 2.4.5.2 对 KD 和 ATQ_D_THR 的依赖
        3. 2.4.5.3 对 ATQ_FRZ 和 ATQ_AVG 的依赖
        4. 2.4.5.4 对 ATQ_ERROR_TRUNCATE 的依赖
      6. 2.4.6 不同电机速度下的 ATQ_CNT
      7. 2.4.7 不同电源电压下的 ATQ_CNT
      8. 2.4.8 电机温度估算
    5. 2.5 通过自动扭矩提高效率
  5. 3案例研究
    1. 3.1 应用 1:ATM 机
      1. 3.1.1 ATM 电机运行条件
      2. 3.1.2 具有自动扭矩功能的 ATM 电机
    2. 3.2 应用 2:纺织机器
      1. 3.2.1 纺织电机运行条件
      2. 3.2.2 具有自动扭矩功能的纺织电机
    3. 3.3 应用 3:打印机
      1. 3.3.1 具有自动扭矩功能的打印机电机
  6. 4总结
  7. 5参考文献

具有自动扭矩功能的纺织电机

在此应用中,步进电机以 1.5Nm/15ms 的快速速率承受 50mNm 至 1.5Nm 范围内的负载扭矩瞬态。峰值负载的导通时间约为 1s,而峰值负载事件之间的持续时间为 4s(对应于峰值负载的 20% 占空比)。

图 3-6 所示为该电机的学习例程的快照。

自动扭矩学习例程在空载时根据以下参数值运行:

  • ATQ_LRN_MIN_CURRENT = 1011000b
  • ATQ_LRN_STEP = 00b

ATQ_LRN 参数的值为:

  • ATQ_LRN_CONST1 = 43
  • ATQ_LRN_CONST2 = 99
GUID-20221117-SS0I-JMP3-MNJX-P4HT0J0BLQLT-low.png图 3-6 纺织电机的学习例程快照

电流控制和 PD 环路控制的参数选择如下:

  • ATQ_TRQ_MAX = 216
  • ATQ_TRQ_MIN = 80
  • ATQ_UL = 13
  • ATQ_LL = 12
  • KP = 1
  • KD = 15
  • ATQ_D_THR = 7
  • ATQ_ERROR_TRUNCATE = 0
  • ATQ_FRZ = 1
  • ATQ_AVG = 0

图 3-7图 3-10 展示了具有和不具有自动扭矩功能的情况下负载扭矩变化时的输出电流波形和电源电流波形。正如预期的那样,使用自动扭矩的情况下,电源电流消耗显著降低。

GUID-20221117-SS0I-LXMM-BZDG-KMH6QFRJQDQ6-low.png图 3-7 纺织电机加载/卸载,不具有自动扭矩功能
GUID-20221117-SS0I-FXSV-F4XL-FWQG7MSMWFK1-low.png图 3-8 纺织电机加载/卸载,不具有自动扭矩功能
GUID-20221117-SS0I-ZWKH-1NPJ-1X2TSZPFFPWH-low.png图 3-9 纺织电机加载/卸载,具有自动扭矩功能
GUID-20221117-SS0I-JWLG-5N7Q-WRJ1TTKKQ88L-low.png图 3-10 纺织电机加载/卸载,具有自动扭矩功能

基于实验室测量数据:

  • 无自动扭矩时的功耗 = 24V * 2.345A = 56.28W
  • 有自动扭矩时的功耗 = 24V * 960mA = 23.04W
  • 这意味着可节省 59% 的功耗。
  • 无自动扭矩时的电机功率损耗 = (9A * 9A * 0.15Ω) = 12.15W
  • 有自动扭矩时的电机功率损耗 = (0.2 * 9A * 9A + 0.8 * 3.6A * 3.6A) * 0.15Ω = 4W
  • 这相当于电机线圈中的热量减少 67%。