Microstega 3-fas stegmotor, "sekvenstabell" önskas!

[Avendere]

Hejsan.

Håller på med ett drivsteg till en 3-fas stegmotor, en standard Y-kopplad (3 kablar) motor på 3A@5V. Mer ingående data finns vid behov.

Jag driver motorn med en 3-fasbrygga (3 halvbryggor) och har löst biten med constant current chopper och möjligheten att styra strömmen i varje lindning, men nu visade det sih att jag inte kan inte någon vettig info om hur microstegning av denna motor går till. För 2-faserna finns ju driver med info.

Hittills har jag kört helsteg med följande tabell:

U +++---
V -+++--
W--+++-

Vilket fungerar som det ska. - Jag lyckades även få till "halvsteg" utan att riktigt förstå hur det fungerar egentligen med denna tabell:

U -50 +50 +100 +50 -50 -100 -50 +50 +100 +50 -50 -100
V -50 -100 -50 +50 +100 +50 -50 -100 -50 +50 +100 +50
W +100 +50 -50 -100 -50 +50 -100 +50 -50 -100 -50 +50

Siffrorna är alltså % av full ström mha pwm.

Jag kom fram till ovanstående tabell genom att "plotta" ut halvstegen på rutat papper för att få till sin-kurvorna. Det konstiga är att det fungerar, men ej vid reglerad ström. - Alltså om jag byter ut alla 50 % ovan till 100% så fungerar det med distinkta halvsteg.. - Det kan tänkas att jag inte får ut halvstegen pga att jag kör nu med "oreglerad" pwm, dvs jag mäter inte strömmen i lidningen ännu för att komma upp i 50% ström, utan kör helt enkelt med 50% pulsbredd för detta. Kan det vara det som ställer till mina halvsteg? (motorn rör sig, men mycket ojämt på 50%).

- Jag behöver dock komma upp i ca 8-delar för att få ner resonanser och oljud - men jag kan bara inte hitta nått som hjälper mig i rätt riktning tankemässigt.

All info vore extremt uppskattat, och gärna asap då jag ligger efter med detta projekt =(.

MVH: Marcus

[limpan4all]

Prova google med sökbegreppet "3-phase stepper motor"

Och här finns ett patent från 1994 så du kan troligen inte kommersialisera det hela...
http://www.freepatentsonline.com/5283510.html

[Avendere]

Tro mig, jag har sökt.

Den där patentlänken var dock intressant, jag såg att det är ungefär vad jag (ovetandes) plottat på mitt rutiga papper =) - Men jag fattar inte riktigt vad han har patent på? - får väl läsa lite grundligare.

Men ok, det jag är intresserad av är en tabell liknande denna: http://www.stepperworld.com/Tutorials/p ... epping.htm (tabell1, en bit ner på sidan) - fast för 3-fas stegmotor... - skillnaden är ju att spolarna ej är skilda utan har en gemensam "0'a" som komplicerar det hela om man försöker översätta 2-fas till 3-fas...

//Marcus

[dar303]

Fråga på CNC-zone (i rätt kategori!), har du tur så kanske Mariss från Geckodrives eller Terho från Granite Devices svarar, de kan sin drivardesign och en 3fasdrivare lär knappast konkurrera med deras produkter.

[Andax]

Det är ju egentligen inte så svårt. För en trefasmotor ligger fasen förskjuten 120 grader relativt varandra.

U(t) = sin(wt)
V(t) = sin(wt+2*pi/3)
W(t) = sin(wt+4*pi/3)

där w är vinkelfrekvensen. I ditt fall när du vill köra den som stegmotor sätter vi w = 2*pi.

låt t = n/N, där N är antalet steg på en hel cykel och n är det aktuella stegnumret.

stoppa in t i U, V och W ovan och få ett tal mellan -1 och 1. Multiplicera med 100 om du vill ha det i procent istället.

EDIT: Nu körde jag med sinus ovan. Beroende på hur motorn är konstruerad så kan det vara så att vågformen ska vara t.ex. trapetsformat för minimalt momentrippel. Det beror som sagt på motorn.

[Avendere]

Ahh, Andax, du var precis vad jag eftersökte =)

Formen skall vara sinus (mig veterlitgen), det är liknande det du beskrev jag var ute efter. - Jag ska räkna lite på det o se vad jag kommer fram till, tack på förhand!

MVH: Marcus

[limpan4all]

Har du en Y kopplad motor med tillgänglig nolla eller har du bara tre ledare, dvs flytande nolla (alternativt Delta kopplad internt)?
För om du bara har tre ledare så funkar väl inte tre st halva-H bryggor som matning...

[Avendere]

limpan4all:
Motorn är y-kopplad, utan tillgänglig o'a. - förklara gärna varför det inte fungerar med vanlig 3-fasbrygga? - De schemor jag tittat på kör alla med 3 halvbryggor för y-kopplad motor. Sen får jag den ju att fungera i båda hel & halvsteg, men det kanske är för microstegning du menar? eller? - Jag är absolut ingen expert på detta (...ännu =) ) så all feedback är välkommet.

Andax:
Jag provade din ekvation och får dessvärre ett tal mellan 0,009 & 0,1.. förhållandet verkar stämma men jag får ju multiplicera med 1000 om det ska bli procent.. har jag gjort nått fel? - Såhär räknade jag:

t= n/N där N = steg/cykel, n = aktuellt steg. Dvs för halvsteg = 12 steg/cykel ?? -> t = 1/12, 2/12, 3/12 osv.. ?

För U(steg 1-12) blir det då: Sin(wt) -> sin(2pi*1/12) ... sin(2pi*12/12) ? = 0,009... 0,109

Har jag tänkt rätt?

Vad jag fattar så tar jag sedan detta förhållande och multiplicerar med strömmen vid varje steg för u,w & W så har jag halvsteg? och för finare upplösning så kör jag t=1/upplösning ? (Naturligtvis med ekvationerna för v & w också)

EDIT: har du lust att förklara "w är vinkelfrekvensen. I ditt fall när du vill köra den som stegmotor sätter vi w = 2*pi." lite närmare också?

//Marcus

[Andax]

Normalt sett är w vinkelfrekvensen (vinkelhastigheten) hos motorn. Dvs hur snabbt motorn ska rotera på en viss tid.
en hel cykel på en sinus-kurva är 2*pi radianer, dvs funktionen y = sin(x) börjar om när x = 2*pi.
OBS. Om du räknar med miniräknare måste miniräknaren vara inställd på radianer. Om miniräknaren är inställd på grader motsvarar en cykel 360 grader. För att dina beräkningar ska stämma i grader då blir U, V och W:

U(t) = sin(w*t)
V(t) = sin(w*t + 120)
W(t) = sin(w*t + 240)

För stegmotor sätter vi w = 360 och t = n/N.
Varför vi sätter w till ett fixt värde (360 för grader och 2*pi för radianer) är att vi tittar bara på en hel cykel och att vi här har antagit att en hel cykel tar 1 sekund, dvs t = N/N = 1 vid slutet.

I dina beräkningar ovan är jag 99.9% säker på att din miniräknare står på grader och inte radianer.

Har man aldrig räknat med radianer kan det verka lite kryptiskt.

[Avendere]

Japp, min räknare står på grader =) - kan vara därför kurvorna blev så skumma... - Fan det var ett tag sen jag läste detta märker jag.. Naturligtvis borde jag fattat att det var radianer du skrev.

Jag ska titta närmare på detta igen, tack för hjälpen.

MVH: Marcus

[cobree]

Kolla även in denna länk
http://www.cs.uiowa.edu/~jones/step/
En del teori om stegmotorer

[limpan4all]

Jag tror inte att det är möjligt att få microstegning att fungera med halvbryggor eller snarare jag tror inte att det borde fungera alls enligt teorierna, att det snurrar är en annan sak men att det snurrar som det skall med rätt moment över hela varvet är en annan sak och det är det jag inte tror att det kommer att göra...

Så som det är kopplat så kör du ju inte en kontrollerad ström i en lidning utan du kör ström genom minst två lindningar.
Om allt vore DC matat eller via rejäla LC filter så att lindningarna ser DC-ström så skulle det kanske funka.
Men du kommer ju att PWM styra strömmen genom lindningarna.
Dvs det är alltid minst två utgångar som styr hur stor strömmen genom båda lindningarna är.
Så hel och halvsteg ja det tror jag funkar med 100% ström eller så kan det att gå att få till någon form av microstegning med DC ström men verkningsgraden går till skit.
Men formlerna måste nog anpassas en hel del, såvitt jag kan se så stämmer dom perfekt för trefas Y-kopplad med mittnolla, men inte i ditt fall.

[Avendere]

Jag tror du har en poäng där, ska jag köra enligt formlerna så behöver jag tillgång till nolla eller negativ spänning (i referens till jord). - Så mycket såg jag när jag räknade på detta inatt.

Men - jag VET nu att microstegning är fullt möjligt med 6 transistorer, plockade isär en färdig drivare och där fanns mycket riktigt 6st motfets, och det matades med 24v & jord, ingen nolla här heller (alltså bara 3 kablar). - iofs så går det väl att skapa den negativa matningen internt, men det verkar osannolikt, det brukar ju bli ganska klena strömmar det handlar om då...

Men efter att ha konstaterat detta så studerade jag sekvenstabellen igen för motorn:

U V W
1 + - -
2 + + -
3 - + -
4 - + +
5 - - +
6 + - +

Som man ser så är det ju endast en anslutning som ändrar polaritet åt gången, tex mellan 1 och 2 så är det V som går från - till +, - vid microstegning så vill man ju att rotorn skall hamna mellan 2 naturlig steg i motorn och i detta fallet så är ju mitt emellan + & - = 0 - så jag testade med följande tabell:

U V W
1 + - -
+ 0 -
2 + + -
0 + -
3 - + -
- + 0
4 - + +
- 0 -
5 - - +
0 - +
6 + - +
+ - 0

Där stegen med en 0'a är halvsteg, detta fungerar utmärkt även i verkligheten och jag funderar på om det inte är så "enkelt" att man låter microstegen följa sinus i omslagen mellan + & - eller - & +. Det skulle innebära tex:
U V W
1 + - -
+ 0 -
2 + + -

Blir

U V W
1 + - - Helsteg
+ -50% - 1/6
+ -20% - 2/6
+ 0 - Halvsteg
+ +20% - 4/6
+ +50% - 5/6
2 + + - Helsteg

Kan detta stämma? - Detta är någoting jag "klurade ut" själv och jag har inte hittat det någon annanstans så jag kan mycket väl vara ute och cykla här, vad tror / vet ni? Obs, procentalen ovan förljer ej sinus, jag tog dessa ur luften..

Jag ska testa denna stegning såfort jag har möjlighet.

MVH: Marcus

[limpan4all]

Jag har funderat en del.
Jag tror att du kan få det hela att funka även med microstegning
MEN.
Kravet är att bara köra PWM och strömstyrning på en ledare medan de båda andra ligger stadigt till plus eller minusmatning, annars så har ju strömmen ingenstans att "ta vägen" när du kör PWM reglerad ström i den variabla ledaren.

[Andax]

Ja, skulle det inte funka att microstega så skulle inte en PWM-ad VFD för en trefasmotor funka heller. Den bygger ju på samma princip, fast man "stegar" kontinuerligt.