Der Chopper Betrieb beim L297

[sirnoname]

Jaja, eins nach dem anderen
Der Motor ist weiterhin seriell angeschlossen.
Der Strom wird über einen 0,5 Ohm Shunt und 0,6V Vref auf 1,2 Ampere gehalten.
Allerdings meide ich Messungen bei denen ich nicht aussagen kann
was ich eigentlich sehe. Ich werde eine verschliffene Schrittfrequenz sehen
mit Einbrüchen der PWM. Wie kann ich da was über Spannungseinbrüche
sagen ? Naja, werd ein Pic machen.

[sirnoname]

Bitte nicht wundern, warum da einiges ins negative geht, hab es erst später
gesehen, das ich mal wieder kalibrieren sollte

[Yossarian]

Hallo
Also als PWM Frequenz würde ich es nicht bezeichnen, das ist etwas irreführend.Hier handelt es sich um die Chopperfrequenz. Ich könnte den gewünschten Strom über eine Pulsweitenmodulation einstellen. In der Regel wird aber mit dem 297 nicht die Pulsweite moduliert, sondern die Schaltsequenz vorgegeben.Wenn die Brücke eingeschaltet wird, steigt der Strom im Motor langsam an( Zeitkonstante Motor). Ist der Sollwert(vorgegeben durch die Referenzspannung und detektiert durch den Sensewiderstand)erreicht, setzt der Komparator das FlipFlop zurück.Nach einer festen Zeit (durch RC am 297 festgelegt) wird das FlipFlop wieder gesetzt und der Strom kann wieder fließen.

Die Chopperfrequenz wird normalerweise auf ca. 20kHz festgelegt. Das wird durch die RC Kombination am 297 bestimmt.Die Chopperfrequenz unnötig höher zu machen erhöht im allgemeinen nur die Schaltverluste und die Eisenverluste im Motor.
Ob der Strom im fast decay oder im slow decay Modus abgebaut wird, ist im Halbschrittbetrieb noch nicht so gravierend. Fast Decay ergibt eine höhere Stromwelligkeit und damit höhere Geräuschentwicklung.
Bei diesen Motoren, 24V und Trapezspindel sind Zahlen von 5 bis 10 Umdrehungen/s schon gute Werte.Es ist natürlich eine Frage des geforderten Drehmoments.
Mit freundlichen Grüßen
Benno

[sirnoname]

Ich habe hier gerade recht merkwürdige Effekte.
Zum Versuch habe ich die Control Leitung auf Phase Chopping umgestrickt,
also auf 5 Volt gelegt. Nun rennt der Motor wie verückt los, mit wesentlich mehr
als 200mm/s. Der Hacken ist nur: ich gebe als Schrittfrequenz 500 bis 1000 Hz
rein und er macht selbständig, was er will. Also Richtungswechsel, Hyperspeed und ist dabei recht leise und kräftig. Die Schrittfrequenz wird "fast" ignoriert, wenn sie unter 300Hz fällt wackelt der Motor nur ein wenig.
Also bis auf die Tatsache, das ich ihn nun nicht mehr kontrollieren kann echt super !
Es zeigt, das es schneller geht, wie auch immer.
Mein erster Gedanke war es einen Kondensator über den L297 zu legen, ohne Erfolg.
Übrigens bleibt der Rest ziemlich kalt, auch das Snubbernetzwerk.
Nun bin ich recht ratlos ??
Scheint eine extreme Störung zu sein, aber die Speed will ich haben !
Er hält nun auch die Possition ohne dieses merkwürdige Zischen.
Ja, bei 0Hz hab ich ihn unter Kontrolle

[sirnoname]

Danke für die Infos. Hab mal ein wenig mit der Google Bildersuche die
Aufbauten angeschaut mit L6203. Nachdem die Snubbernetzwerke IMMER
mit 10 Ohm ausgestattet sind wird wohl das mit dem Erhöhen der OSC Frequenz ein schlechter
Schachzug gewesen sein. Denn sie verwenden alle einen 1/4 Watt Wiederstand.
Ich habe mir schon viele Tuts durchgelesen und das mit dem FlipFlop und der
resultierenden 10kHz Periode der PWM verstanden. Das mit der Schaltsequenz ergibt Sinn.

Wir haben übrigens Vollschritt. Bei Halbschritt hatte ich wenig Erfolg in Sachen
Geschwindigkeit. Die Geräuschentwicklung ist aber ein Thema !
Das Drehmoment denken wir uns mal so wie im Datenblatt
Mist, eine neue Seite, lest bitte die vorgehende Seite ...

Gruss
sirnoname

[Manf]

Das selbständige Laufen des Motors spricht für Störungen die wohl durch den Aufbau bedingt sind. Darum geht es beim Kontrollieren der Versorgungsspannung und der Spannung am Shunt.
Die Versorgungsspanung soll möglichst wenig einbrechen, hier kann man mit Abblocken und mit kurzer Leitungsführung viel erreichen.
Die Spannung am Shunt ist ja relativ klein und sollte im Kurvenverlauf nachvollziehbar sein. Hier haben kleine Störungen auf der Masseleitung schon eine große Wirkung.
Die Werte an dem Diagrammen der Messung wirst Du sicher selbst kennen, kalibrieren ist auchnicht schlecht.
Beim Choppen handelt es sich übrigens tatsächlich um eine Pulsweitenmodulation, die Bezeichnung PWM Freuqenz kann man daher auch verwenden.
Manfred

[sirnoname]

Hi,

die Versorgungsspannungen sind sauber, auch keine Spikes.
Man muss dazusagen, das ein 5V AC-DC Wandler Netzteil für die
Elektronik verwendet wird und noch duch 100µF und 100nF auf der Platine gesichert wird.
Wenn der Fall der Selbstcontrolle eintritt sind jedoch am Shunt viele
kleine Spikes im Negativen Beriech zu sehen und zwar mit der PWM
Frequenz. Nachdem ich irgendwo mal über MOSFETs gelesen habe das
diese langsame Dioden verbaut haben, habe ich am Ausgang nochmal
Dioden gegen Masse geschalten. Das hatte dann den gewünschten Effekt
das er nicht mehr von alleine Fährt sondern genauso wie vorher mit
Inhibit Steuerung.
Nun bleibt aber weiterhin das Problem, das ich nicht über 2kHz hinauskomme.
Der Motor hält nun ohne Geräausche, die Fahrt ist auch wesentlich ruhiger.
Aber ich habe auch gute 800 Hz anf Geschwindigkeit verloren.
Nun wäre also die Frage, ob es nicht andere Dioden sein sollten als 1N4001 ?

[Yossarian]

Hallo
1N400x sind wenig geeignet. Besser sind Ultra Fast oder Schottky Dioden.
Z.B BYV27
Für schnelles fahren braucht man viel Spannung.
Mit freundlichen Grüßen
Benno

[Manf]

Wenn der Einbau von 1N4001 Dioden dazu führt, dass die Steuerung sich im phase mode nicht mehr selbständig macht, dann ist das ja ein deutliches Zeichen für Störungen im Logikteil. (... die sicher mit den Dioden nicht behoben sind.)
Andererseits spricht ja dann auch vieles dafür, dass durch Entstörung das Verhalten deutlich verbessert werden kann.

Wie gesagt sind schnelle Dioden sehr viel besser geeignet, die 1N4001 sollte man eigentlich gleich wieder herausnehmen.

Zur Untersuchung der Störungen ist es gut, sich die Platine vorzunemen und zu sehen, auf welchen Wegen der Logikteil mit Spannung versorgt wird und auf welchen Wegen die Motorströme fließen. Gemeinsame Wege, also die Masseverbindungen sind kritisch.
Eine sternförmige Anordnung der Masse zu einem gemeinsamen Bezugspunkt ist grundsätzlich zu empfehlen.
Sicher wird dann, wenn es kritisch ist, auch mehr als ein 100nF Kondensator einzusetzen sein.

Lange oder dünne Leitungen zu den Shunts sind ganz sicher problematisch denn sie führen zu höherem Spannungsabfall auch durch ihre Induktivität. Die Spannungsversorgung der Motoren mit den Leitungen kann auch durch ihren ohmschen und induktiven Widerstand zu Leistungsabfall führen.

Bei der Prüfung der Leitungen kann man auch experimentell ein paar zusätzliche Leitungen führen und sehen ob sich das Verhalten verbessert. Auf der sicheren Seite ist man erst dann, wenn man auf dem einen oder anderen Weg die Schwachstelle(n) gefunden und so systematisch wie möglich beseitigt hat. Erkennbare Spikes sind dabei sicher auch ein guter Anhaltspunkt.
Manfred

[Yossarian]

Hallo
Drahtwiderstände -zumal gewickelte- haben Induktivitäten, die zu Spikes führen und damit den Strom 'fälschen' können.
Ein paar 'dicke' Elkos für die Motorspannung in der Nähe der Endstufen sind ebenfalls hilfreich.
Mit freundlichen Grüßen
Benno