brandiwannemak

Проверка драйверов шаговых моторов управляющей платы

Подайте одиночный импульс на STEP-вход микроконтроллера, используя осциллограф к фазным выходам. Нулевой сигнал на выходах A+, A-, B+, B- свидетельствует о неисправности дешифратора или оптронной развязки.

При функционировании с нагрузкой проверяйте тепловой режим силовых транзисторов. Нагрев более 85°C на теплоотводе свидетельствует о плохом охлаждении или увеличенный ток удержания. Нанесите термоинтерфейс для улучшения теплового контакта и убедитесь в корректности регулировок тока на сенсорных резисторах.

Замыкание витков диагностируется мультиметром между соседними выходами. Сопротивление исправной обмотки составляет один-пять Ом. Обрыв в цепи указывает на обрыв цепи, а отсутствие сопротивления – на пробой или повреждение силовой части.

Симптомы поломки драйверов шаговых двигателей: на что обратить внимание

Проследите за функционированием привода под нагрузкой. Потеря шагов, наблюдаемый как пропуск микрошагов или окончательной остановке привода при росте момента нагрузки, указывает на неполадки в цепи тока.

Проанализируйте состояние внешних компонентов. Выход из строя fuse-элемента, раздутие электролитических кондеров или изменение цвета токозадающих резисторов однозначно говорят о неисправностях мощного каскада.

Приложите единичные импульсы на STEP-вход и понаблюдайте за поведением. Неподвижность ротора при доступе логических сигналов и питания свидетельствует о неисправности в цепи управления управляющих логических команд в мощные импульсы для обмоток.

Организация проверки: оборудование и защитные меры

Отключите питание всей системы и ожидайте полной разрядки высоковольтных конденсаторов на силовом тракте, используя 100-омный резистор.

Подготовьте тестер с возможностью замера DC напряжения до 50 вольт и AC тока до 10 ампер. Задействуйте осциллоскоп с полосой не менее 50 МГц и парой пробников для мониторинга импульсов на ИС.

Обуйте резиновую обувь и используйте антистатический браслет, соединенный с землей.

Приготовьте оборудование для пайки с контролируемым нагревом, отрегулированной на 350 градусов для припоев с содержанием свинца.

Рядом разместите изолированные пинцеты, набор отверток Torx и кусачки для коннекторов.

Проверьте провода на отсутствие пробоев в изоляции.

Контроль питающих напряжений на преобразователе и двигателе

Измерьте напряжения на выходных клеммах БП, подающегося на драйвер.

Проверьте целостность цепи на трассе от БП до клемм силовой части.

Питание логической части, питающее микроконтроллер преобразователя.

Диагностика драйвера с помощью осциллографа: форма сигналов и скрытые дефекты

Подайте на вход схемы импульсы с известной частотой например 1 кГц и контролируйте выходные波形 на обмотках.

Рабочий канал генерирует прямоугольный сигнал с резкими перепадами. Длительность фронта нарастания и спада не должно превышать 1.5 мкс для большинства систем. Размах напряжения соответствует рабочему напряжению силового каскада, обычно 24В или 48В.

Проконтролируйте симметрию выходных波形ов на обеих обмотках. Расхождение по длительности фронтов более 15 процентов указывает на дефекты элементов выходной ступени.

Присутствие всплесков на пиках импульсов, превышающих 20 процентов от амплитуды, требует внимания. Это часто вызвано паразитной индуктивностью проводки или дефектом снаббера.

Замерьте длительность фронтов. Растянутый передний или задний фронт, превышающий 3 мкс, приводит к чрезмерному нагреву и снижению момента. Причина часто кроется в падении напряжения шины в момент коммутации.

Подайте серию коротких импульсов. Задержка между входным сигналом и появлением напряжения на выходе должна быть стабильной для всей последовательности. Изменяющаяся задержка – признак нестабильности работы логической части или источника опорного напряжения.

Загрузите выходную цепь нагрузкой, имитирующей обмотку. Снижение размаха выходного напряжения под нагрузкой более чем на десять процентов свидетельствует о недостаточной мощности каскада или повышенном сопротивлении открытых ключей.

Проанализируйте сигналы на затворе и стоке силового MOSFET. Разница во времени переключения более пятидесяти наносекунд может быть вызвано падением напряжения управления затвором или износом емкостных параметров.

Проверка целостности обмоток двигателя и правильности подключения фаз

Проанализируйте снятые показания между всеми фазами. Различие в сопротивлении более чем на 10 процентов указывает на замыкание между витками или обрыв.

Проверьте сопротивление между корпусом мотора и каждой из клемм. Значение должно быть близко к бесконечности. Наличие какого-либо сопротивления свидетельствует о замыкании на корпус.

Визуально сверьте коммутацию проводов со схемой, http://www.the.organmagazine.com/bbs/board.php?bo_table=free&wr_id=1149828 [http://fort23.cn:3000/flordonohue322] предоставленной производителем. Перепутанные концы жил приводят к неустойчивой работе, падению момента и пропуску микрошагов.

Локализация неисправности: драйвер, микроконтроллер или силовая часть

Начните с контроля сигналов на выходах микропроцессорного узла. С помощью осциллографа проверьте наличие импульсов на контактах, отвечающих за управление. Неимение импульсов указывает на ошибку в ПО или дефект самого контроллера.

При исправных выходных сигналах ЦПУ, проблема находится в преобразовательном модуле или его обвязке. Произведите следующие измерения на компоненте, управляющем обмотками:

• Проверьте напряжение питания (чаще 12В, 24В либо 48В) на силовых клеммах.
• Приложите единичные импульсы на вход STEP и проверьте осциллографом наличие реакции на выходных ключах (MOSFET или H-моста).

Распространенные дефекты силового тракта:

1. Конденсаторы с вздутым корпусом в цепи питания.
2. Пробитые ключевые транзисторы или защитные диоды. Диагностируются омметром на короткое замыкание.
3. Обрыв или межвитковое замыкание в катушках исполнительного механизма. Сопротивление катушки обычно составляет от половины Ома до 100 Ом и должно быть одинаковым для всех фаз.
4. Сгоревший резистор-предохранитель (сопротивление шунта) в цепи тока.

Косвенным симптомом поломки преобразовательного узла является сильный нагрев корпуса интегральной схемы без активной механической нагрузки. Исправный блок рассеивает тепло, но не перегревается до температуры, несовместимой с касанием.

Типовые схемы замены драйверов и подбор аналогов

Замена на точно такую же микросхему – самый надежный вариант. Для компонентов в корпусах типа SOIC либо DIP, таких как микросхема DRV8825 или A4988 от Allegro, используйте паяльную станцию с термофеном и термопинцет. Температура пайки должна быть ниже 260°C, время воздействия – до 5 секунд.

При отсутствии оригинала применяйте аналогичные микросхемы. Например, вместо драйвера TMC2208 можно установить TMC2225, учитывая совпадающую разводку выводов и управляющую схему. Для устаревших чипов, таких как L297/L298, сборка на дискретных элементах (MOSFET-транзисторы IRF740, микросхема L293D) часто становится единственным вариантом.

После сборки всех компонентов нужно провести настройка тока удержания. Регулировкой переменного резистора на только что установленном драйвере установите параметр, вычисленное по формуле Vref = I_max * 0.1 (для DRV8825) или Vref = I_max * 0.2 (для A4988), где I_max – предельный току двигателя.

Для особых обстоятельств, допустим замены стандартного блока управления на микроконтроллер (CPLD или STM32), нужна модификация программного обеспечения главного блока с изменением таблицы делителей частоты.