在本文中，我们将为您提供设计步进电机时遇到的四个常见问题的答案。步进电机是各种系统中必不可少的部分，因此它们需要集成诸如精确定位，出色的速度控制和可重复运动的功能。步进电机广泛用于消费和商用机器，例如3D打印机，纺织机器，医疗设备，机器人，舞台照明和ATM系统。步进电机具有两个由H桥控制的电流绕组，并以由步进角定义的离散步进运动。如果使用这种类型的电机进行设计，将会遇到一些常见的挑战。其中一些与驱动程序有关，而另一些与系统有关。本文将回答一些最常见的问题，其中一些问题如图1所示。图1：步进电机设计中的常见挑战Q1：什么是调优？是什么原因造成的，为什么如此重要？步进电动机系统必须连续驱动和衰减电流，以便调节电流并在每一步保持电动机的位置。这会产生电流纹波。设计人员使用快速，慢速和混合衰减模式的组合来控制流过电动机绕组的电流。选择最佳衰减模式的过程称为“调谐”。调整非常重要，因为调整不当会导致振动和不必要的可听噪声，如图1所示。良好的调整可以直接实现平稳的运动，减少可听噪声并提高定位精度。 TI的专利智能调整技术是一种衰减方案，可以适应不断变化的工作条件和电动机参数，从而使步进电动机的运动更加稳定。智能调整将自动逐周期自动优化衰减模式以维持电流调节，从而使电机可以平稳安静地运行，并且温度比使用固定衰减模式时低11°C。智能调整还可以防止电流调节损失，从而最大程度地降低电动机的噪声和振动。图2a，2b和2c显示了未调谐波形的示例，而图2d显示了使用智能调谐的完美调谐波形。图2：不同的驱动状态和衰减状态Q2：是什么导致高可听噪声？可以减少系统中的听觉噪声吗？步进电动机的可闻噪声量取决于电动机的类型和运行条件。步进电机发出的噪声源可以是电磁噪声，机械噪声或电气噪声。纹波量直接影响系统中的电气噪声量。确保最小纹波控制（降低噪声）的一种方法是使用步进电机驱动器（如DRV8426和DRV8424）中可用的智能调谐纹波控制，其中，根据运行情况来调整关断时间（TOFF），以实现目标纹波，例如如图3所示。图3：智能调谐纹波控制图4显示了使用智能调谐纹波控制的可听噪声性能与使用混合衰减的竞争设备的可听噪声性能的比较。该图清楚地表明，DRV8424的性能提高了10％。图4：使用智能调谐纹波控制的可听噪声性能与竞争对手设备的可听噪声性能的比较Q3：是什么导致电机振动？有没有办法减少这种振动并增加机芯的平滑度？电流纹波的产生需要连续驱动和绕组电流的衰减，以保持电流稳定并在每一步保持电气位置。在传统系统中，使用较高百分比的缓慢衰减并提高电动机速度会引入较大的反电动势电压，从而导致电流调节损失，电动机振动和过热。由于步进驱动器使用开环控制，因此没有位置参考。此外，通道之间的电流匹配性差，电流感测精度差以及微步频率低可能会导致间歇性运动。 DRV8426，DRV8428和DRV8424步进电机驱动器中的智能调整技术可以检测电流变化，并自动插入更高百分比的快速衰减，以保持电机稳定。此外，这些设备还提供1/256微步频率和集成的电流检测功能，其准确的电流检测精度为±5％，这可以使电动机的运动平稳至其预期位置。问题4：有没有办法降低物料清单（BOM）成本和系统尺寸？步进电机驱动器通常需要两个电流分流检测电阻器来监视和调节电流。这些分流电阻器价格昂贵，增加了BOM成本，并需要额外的布线。我们的DRV8426，DRV8424，DRV8434步进电机驱动器集成了电流检测功能，无需外部，笨重且昂贵的并联电阻，同时实现±5％的电流精度