Обчисліть частоту двигуна постійного струму

16

Я керую мотором постійного струму з H-Bridge Mosfet за допомогою ШІМ. Проблема в тому, що я не знаю точно, яку частоту я повинен використовувати.

1- Чи мають у двигунів постійного струму дуже конкретну частоту для їх найкращої роботи взагалі або вони мають діапазон частот, з якими вони можуть працювати?

2- Що станеться, якщо я працюю з двигуном постійного струму з більшою або нижчою частотою, з якою він може працювати? Чи я це шкоджую? (Тому що я це зробив і з більш високою частотою мій Мотор видає дивний шум, як zzzz, а з меншою частотою він трясеться)

pwm dc-motor h-bridge

— Мехрдад Камелзаде
джерело

16

Частота ШІМ, що подається на (імовірно) щітковий двигун постійного струму, повинна бути достатньо високою, щоб поєднання механічної інерції та індуктивності котушок було достатньо, щоб згладити механічні імпульси кожного імпульсу. Цей мінімум відрізнявся б від двигуна до мотора. Занадто низька частота, і руховий рух буде сприйматися як серія ривків або брязкальця.
Частота повинна бути не такою високою, щоб комутаційний пристрій (MOSFET, інші) та з'єднувальна електропроводка не витрачали значної потужності на комутаційні втрати. Занадто висока частота, і ефективність знизиться. Цей максимум буде відрізнятися залежно від механізму перемикання, довжини проводів до двигуна, напруги приводу (більша напруга = обмеження швидкості руху), екранування, можливо, і деяких інших факторів.
Частота повинна, по можливості, уникати звукового спектру: нижче 20 Гц (не дуже гарна ідея, за винятком дійсно масивних двигунів) або вище 20 КГц, щоб магнітострикційна вібрація в обмотках або симпатична вібрація в механічному роторі не були почуті людьми.
Крім усього цього, специфічна комбінація мотора + навантаження + кріплення матиме резонансну частоту при заданій температурі. Хоча це, мабуть, не так високо, як 20 КГц +, застосований для типових ШІМ двигуна, деякі типи жорсткого кріплення дійсно можуть досягати ультразвукових резонансних частот. Якщо частота ШІМ відповідає резонансній частоті, резонансні коливання можуть змусити двигун безконтрольно вібрувати. Ось чому буфери з гуми / нейлону / еластомеру зазвичай застосовуються для кріплення двигуна.

Останнє питання, однак, дещо самолікується, оскільки після невеликих резонансних коливань кріплення має тенденцію видавати / зношуватися, навіть якщо це жорстке металеве кріплення, і це змінює резонансну частоту.

— Аніндо Гош
джерело

Дякую за вашу відповідь. Але я не повністю розумію другий абзац вашої відповіді "Частота повинна бути не такою високою, щоб комутаційний пристрій (MOSFET, інше) та з'єднувальна електропроводка не витрачали значної потужності на комутацію втрат", і моє друге питання - якщо я використовуйте занадто низьку частоту або дві високі, я пошкоджую двигун, за винятком резонансних коливань.

— Мехрдад Камелзаде

Чим вище використовується частота комутації (частота ШІМ), тим більшими є втрати енергії в комутаційному компоненті (наприклад, MOSFET), який дозволяє і блокує струм через двигун на максимумах / мінімумах сигналу ШІМ. Настільки висока частота ШІМ призводить до того, що ці втрати є значною причиною витраченої енергії. Якщо ви використовуєте занадто низьку частоту, ви можете гриміти кріплення двигуна та механічні з'єднання та потребувати частого обслуговування. Занадто висока частота просто призведе до того, що мотор не отримає робочої потужності, не буде завдано постійної шкоди.

— Anindo Ghosh

11

Як мінімум, потрібно використовувати частоту, щоб мотор "бачив" середній показник і не реагував на окремі імпульси. Зазвичай це кілька 100 Гц.

Однак є й інші наслідки, про які мотор не хвилює, але ви можете. Окремі ділянки дроту в обмотках можуть дещо вібрувати з частотою ШІМ, що спричиняє чутне скуголення. Ось чому багато двигунів приводяться в рух з частотою ШІМ близько 25 кГц, оскільки це вище слуху більшості людей. 25 кГц означає імпульси 40 мкс, що ще досить довго, що втрати комутації невеликі для більшості добре розроблених схем.

— Олін Латроп
джерело