盡管高細(xì)分能解決大部分情況下的低頻震動(dòng);先進(jìn)的電流控制PWM斬波模式比如TRINAMIC的SpreadCycle算法,這些在硬件上的作用很大程度上減少震動(dòng)和顫動(dòng),這也滿足了大部分的應(yīng)用,也適合高速運(yùn)動(dòng).但是基于電流控制的斬波模式,還是會(huì)存在可聽(tīng)得見(jiàn)的噪音和振動(dòng),主要是由于電機(jī)線圈的不同步,檢測(cè)電阻上幾毫伏的調(diào)節(jié)噪音和PWM時(shí)基誤差,這些噪音和振動(dòng)在一些高端應(yīng)用場(chǎng)合也是不被允許的,緩慢運(yùn)行或中速運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用,以及任何不允許有噪音和場(chǎng)合.
TRINAMIC的StealthChop算法也是通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的,從根本上使步進(jìn)電機(jī)靜音,但是Stealthchop功能如何影響了步進(jìn)電機(jī)?為什么電機(jī)不會(huì)出現(xiàn)噪音和震動(dòng)?Stealthchop采用一種與基于電流反饋電壓調(diào)制模式如SpeadCycle完全不同的方法.而是采用基于電壓斬波模式一種新技術(shù),該技術(shù)保證了電機(jī)的靜音和平穩(wěn)平滑運(yùn)動(dòng).
TMC5130-一款小體積,精巧的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片,帶有StealthChop模式.TRINAMIC改進(jìn)了調(diào)制模式.為了最大限度降低電流波動(dòng)對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響,TMC5130采用基于電流反饋來(lái)控制電壓調(diào)制,這允許系統(tǒng)自適應(yīng)電機(jī)的參數(shù)和運(yùn)行電壓.來(lái)自直接電流控制回路算法引起的微小震蕩被消除.
圖10和圖11顯示 電壓控制模式的Stealthchop 和電流控制模式的SpreadCycle
StealthChop模式下過(guò)零點(diǎn)的效果是非常完美的:當(dāng)電流的信號(hào)從正變?yōu)樨?fù)或者負(fù)變?yōu)檎?不會(huì)有過(guò)渡區(qū)域而是持續(xù)性的穿過(guò)零點(diǎn).因?yàn)殡娏鞯恼{(diào)制是根據(jù)PWM占空比來(lái)控制的.在50%的PWM占空比,電流是0,StealthChop調(diào)整PWM的占空比來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)電流,PWM頻率是個(gè)常數(shù),與此相反 電流控制的斬波器通過(guò)調(diào)控頻率實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)電流,在這里 電流的波動(dòng)是比較大的,此外電流的波動(dòng)會(huì)在電機(jī)的永磁體轉(zhuǎn)子里產(chǎn)生渦流,這會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的功耗損失.
這些頻率變化著的PWM發(fā)出的聲音是在可聽(tīng)范圍之內(nèi)的,會(huì)發(fā)出嘶嘶的聲音,而且電子定子會(huì)由于磁致伸縮產(chǎn)生更大的噪音,進(jìn)而會(huì)傳遞引起機(jī)械系統(tǒng)的震動(dòng).而StealthChop的固定斬波頻率就不會(huì)有這些問(wèn)題.沒(méi)有斬波頻率的變化 除了電機(jī)運(yùn)行時(shí)候微步相序分配器的變化.
除了電機(jī)軸承鋼球磨擦的聲音,這是無(wú)法避免的之外,StealthChop可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在極度的精音下,可以實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)聲音在10dB分貝以下,噪音大大低于傳統(tǒng)的電流控制方式.我們從物理中得知 3dB分貝的減少量會(huì)將噪音程度降低一半。