Gibt es einen integrierten Rückschlagschutz in Schrittmotortreibern oder sollte ich meinen eigenen machen? Ich fürchte, die Stepper könnten den Fahrer oder den Arduino braten, wenn ich den Strom für sie ausschalte. Ich mache das, indem ich die Stromversorgung ausschalte. Ich hatte noch kein Problem, aber es stört mich immer noch.
Antworten:
Ein bisschen, irgendwie, aber nicht wirklich. Ich werde mir die A4988 ( Datenblatt ) ansehen .
Die Motorstifte sind über Dioden mit Masse und Vbb (der Motorversorgungsspannung) verbunden. Im Wesentlichen wirken sie als Brückengleichrichter, wodurch Gegen-EMK oder induktive Spitzen auf Vbb erscheinen (gleichgerichtet) werden. Wenn Sie den Treiber plötzlich ausschalten, kann dies zu einer ziemlich großen Spitze des Vbb führen.
Laut Datenblatt befindet sich an Vbb ein 40-V-Zener, der die Spannung auf diesen Pegel klemmt. (Ein anderer beliebter Schritttreiber, der DRV8825, scheint diesen Zener nicht zu haben - überprüfen Sie immer Ihr Datenblatt!)
Ja, es gibt einen induktiven Rückschlagschutz. Die Spannung wird jedoch nur auf 40 V begrenzt. Abhängig vom Rest Ihres Stromkreises kann dies sehr schädlich sein.
Das Datenblatt empfiehlt, einen 100 μF-Kondensator auf Vbb zu legen. Wenn Sie einen typischen Schrittmotor mit einer Spuleninduktivität von 2 A und 4 mH betreiben, beträgt die in der Spule gespeicherte Energie 8 mJ. Diese Energie reicht nur aus, um den Kondensator von 12 V auf ~ 17,5 V anzuheben. Wenn Sie also einen ausreichend großen Kondensator an Ihrem Schritttreiber haben (wie Sie sollten!), Sind Sie vor induktivem Rückschlag geschützt.
Beachten Sie, dass Sie, wenn Sie die Motoren von Hand bewegen, immer noch eine höhere Spannung an Vbb aufbauen können. Ich habe Anekdoten von Leuten gehört, die ihre Drucker so beschädigt haben.
"Induktiver Rückschlag" von Motorspulen wird durch die Induktivität der Spulen und der Verkabelung verursacht. Es ist kein seltsamer Effekt. Die Induktivität wird mit Strom geladen, ebenso wie die Kapazität mit der Spannung geändert wird. Die meisten bipolaren Motortreiber verwenden eine H-Brücke am Ausgang. Durch korrektes Ansteuern der H-Brücke kann der Fahrer weiterhin einen Pfad für den Motorstrom bereitstellen, wenn keine Spannung mehr anliegt, z. B. indem beide Drähte eines Motors mit Masse verbunden werden.
Obwohl es für einige möglicherweise nicht intuitiv ist, die Vmot-Seite des Motors mit Gmot zu verbinden, während die andere Seite bei Gmot bleibt, fließt der Strom in der Spule reibungsloser und mit geringeren Verlusten. Die Spannung an der Motorspule liegt nahe Null, daher wird nur wenig Spannung angelegt, um den Motorstrom zu ändern. Wenn die Spule nicht angetrieben wird und den Klemmdioden ausgesetzt ist, ist die Spannung am Motor viel höher und der Strom stoppt schneller.
Der höhere Welligkeitsstrom im Motor erhöht die Spulenheizung, kann das hörbare Geräusch erhöhen und den Wirkungsgrad des Antriebs verringern.