我的步进电机在高转速时怎么了?

Question

我试图从我的步进电机获得高转速输出，但无论我尝试什么，我不能让它旋转超过65,000步/秒。

我已经尝试了许多设置的组合，驱动器，电源，加速等，但电机只是不会超过65000步/秒。它的工作在65000步/秒，但一旦我增加像甚至1000步/秒电机只是停止(停止旋转和开始振动之间的单步)。电机也在高微步时停止，但相同的步速/秒。即使在低转速下它也不能超过65000步/秒。

我确信这不是一个加速度问题，因为即使100000步/秒^2的加速度也可以在最大步/秒是65000或更低的时候工作。但当最大步长/秒为66000时，即使加速度为5000步/秒^2，电机仍会失速。

我还检查了单片机产生的波形的输出。示波器显示一个5.4us的正循环。步进驱动器边缘触发。我可以得到150Hz的步进频率。

单片机使用——Teensy3.6

步进图书馆使用TeensyStep (https://luni64.github.io/TeensyStep/index）

步进电机、驱动器、设置组合如下表所示:

（电源用于以下测试的是24V 3A)

步进电机使用:

1.

• 脉冲im86hs78 - 5504 x - 07 - j
• 电阻/阶段:1.16欧姆
• 电感/阶段：6.8mh

• 步进在线23 hs45 - 4204
• 电阻/阶段:0.9欧姆
• 电感/阶段:3.8 mh

驱动程序和当前设置：

1. TB6600 (4.0)

2. DM542 (4.2)

微步:

• 3200
• 6400
• 12800

与以上提到的电机，驱动器和微步我已经尝试了所有的组合和最大步数/秒可达到65000步．

我也尝试了DRV8825和A4988与一对其他电机也与不同的电源，但我仍然得到了相同的结果。

所有的测试都是在零负载下进行的。

总结:

我刚才无法让我的步进电机超过65000步，使用不同的电机，驱动器，设置组合，其中控制器是Teensy3.6和图书馆Teensystep。

下面是我使用的代码:

#包括“teensystem step .h”步进电机(13,11);StepControl控制器;void setup() {Serial.begin(9600);motor.setMaxSpeed (66000);motor.setAcceleration (60000);} void loop() {motor.setTargetRel(600000);controller.move(电动机);延迟(1000);motor.setTargetRel (-600000);controller.move(电动机); delay(1000); }

这个程序将使电机在任何微步设置失速。但电机不会立即失速，它会加速到大约65000步/秒，然后立即失速。

Answer 1

我已经找到了转矩与速度特性你的一个发动机。

你可以看到，使用36VDC电源和4.1A /相，该电机是可用的，直到大约。350 RPM。更低的电压(24V)，甚至更少，大约250 RPM。以脉冲/秒为单位，每转2000微步，你可以看到，在40000脉冲/秒时，它输出非常小的扭矩。我猜，当24VDC为3200微步和65000脉冲/秒时，它会停止，正如你已经发现的。你的小弟弟和你的工作都没问题。

Answer 2

考虑电感。你有一个24伏的电压，电感上的电压是L*di/dt。所以峰值相电流会随着步进速度的加快而减小。你的“空载”状态实际上是由转子的惯性负载，它必须从静止加速到下一个位置，然后才能进行下一个步骤。如果它没有到达那里，转子就会后退并振动。你必须获得足够的电流，你的扭矩负载也随着所需加速度的增加而增加，以使你移动到下一个位置。

有两种方法可以使步进跑得更快。一是施加更高的电压(确保达到电流限制)。以这种方式运行的步进器即使在轴上没有负载也容易发热，因为负载的加速和减速需要能量。

第二种方法是利用反馈和速度控制来利用转子的角动量。许多图表，如@MarkoBursic提供的，显示了最大步进速度，利用了“甜蜜点”，在这一点上，步骤之间的能量损失很小。这种方法为您提供了更高的速度，但代价是增加了复杂性。你也必须平稳地加速和减速，调整你的占空比以匹配转子的速度。

好运！

Answer 3

最好将这个非常具体的库问题/答案移到TeensyStep GitHub repo。

不管怎样，我测试了你的代码，没有发现任何问题

66千赫:

关于你在评论中关于最小步长脉冲宽度的问题:你可以在控制器的构造函数中设置它。

StepControl控制器(1);

将脉宽设置为1µs(最小)。步进频率为200kHz，加速度为400'000 steps/s^2 (T3.6 @240MHz，步进宽度为1µs)

然而，这是相当边缘的。其他中断可能会干扰脉冲的产生。

关于你的失速电机:因为你提到失速并不取决于实际的电机速度，而是取决于(微)步频，我假设是电气的东西。我建议考虑/检查以下几点:

• 的数据表TB6600表示最大步进频率20千赫
• 我不知道你使用的是Leadshine的DM542原版还是在线版。在这里驱动步进电机采用微步驱动器与微小的4关于这个司机的一些信息。与Leadshine规格(200kHz)相反，显示的驱动器使用EL817C光耦合器作为输入级。这些光耦合器的数据表说明了输出信号的上升/下降时间为18 μ s (~)28千赫)．
• 你用5V驱动了TD6600 / DM542吗?T3.6的输出为3.3V。最好使用74HCT125/126或74HCT245等。
• 在pin13 (LED)上有阶跃输出。你试着把它移到另一个别针上了吗?特别是如果你不使用3V3->5V移位器这个可能是有问题的。