คำนวณความถี่ของมอเตอร์กระแสตรง

16

ฉันกำลังขับมอเตอร์ DC ด้วย H-Bridge Mosfet โดยใช้ PWM ปัญหาคือฉันไม่รู้ว่าฉันควรใช้ความถี่เท่าไร

1- มอเตอร์กระแสตรงมีความถี่ที่เฉพาะเจาะจงมากหรือไม่เพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุดของพวกเขาเลยหรือมีช่วงความถี่ที่สามารถใช้งานได้หรือไม่?

2- จะเกิดอะไรขึ้นถ้าฉันทำงานกับมอเตอร์ DC ที่มีความถี่สูงหรือต่ำกว่าที่สามารถใช้งานได้ ฉันเป็นอันตรายหรือไม่ (เพราะฉันได้ทำอย่างนั้นแล้วและด้วยความถี่ที่สูงกว่ามอเตอร์ของฉันก็ส่งเสียงแปลก ๆ อย่าง zzzz และด้วยความถี่ที่ต่ำกว่ามันสั่นไหว)

pwm dc-motor h-bridge

— Mehrdad Kamelzadeh
แหล่งที่มา

16

ความถี่ PWM ที่จ่ายให้กับมอเตอร์กระแสตรงที่มีแปรงถ่านนั้นจะต้องสูงพอที่การรวมกันของความเฉื่อยเชิงกลและการเหนี่ยวนำของขดลวดนั้นเพียงพอที่จะทำให้แรงกระตุ้นเชิงกลของแต่ละพัลส์ราบรื่น ขั้นต่ำนี้จะแตกต่างจากมอเตอร์กับมอเตอร์ ความถี่ต่ำเกินไปและการเคลื่อนไหวของมอเตอร์จะถูกมองว่าเป็นชุดของกระตุกหรือสั่น
ความถี่จะต้องไม่สูงจนอุปกรณ์สวิตชิ่ง (MOSFET, อื่น ๆ ) และสายไฟเชื่อมต่อไม่สิ้นเปลืองพลังงานอย่างมากในการสูญเสียการสลับ ความถี่สูงเกินไปและประสิทธิภาพจะลดลง ค่าสูงสุดนี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับกลไกการสลับความยาวของสายไฟกับมอเตอร์แรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์
หากเป็นไปได้ควรหลีกเลี่ยงคลื่นความถี่เสียง: ต่ำกว่า 20 เฮิร์ตซ์ (ไม่ใช่ความคิดที่ดียกเว้นมอเตอร์ขนาดใหญ่จริง ๆ ) หรือสูงกว่า 20 KHz เพื่อให้การสั่นสะเทือนแบบแม่เหล็กในขดลวดหรือการสั่นด้วยความเห็นอกเห็นใจในใบพัดเชิงกล โดยมนุษย์
นอกเหนือจากทั้งหมดนี้มอเตอร์ + โหลด + ชุดประกอบเฉพาะจะมีความถี่เรโซแนนซ์ที่อุณหภูมิที่กำหนด ในขณะที่สิ่งนี้มีแนวโน้มที่จะไม่สูงเท่ากับ 20 KHz + ที่ใช้กับมอเตอร์ PWM ทั่วไปการติดตั้งแบบแข็งบางประเภทสามารถไปถึงความถี่ของคลื่นเสียงความถี่สูง หากความถี่ PWM ตรงกับความถี่เรโซแนนซ์การสั่นพ้องของเรโซแนนอาจทำให้มอเตอร์สั่นสะเทือนอย่างไม่สามารถควบคุมได้ นี่คือเหตุผลที่มักใช้บัฟเฟอร์ยาง / ไนล่อน / อิลาสโตเมอร์สำหรับติดตั้งมอเตอร์

ปัญหาล่าสุดนี้ค่อนข้างรักษาตัวเองแม้ว่าหลังจากการสั่นพ้องเล็กน้อยการติดตั้งมีแนวโน้มที่จะให้ / สวมใส่แม้ว่าจะเป็นการยึดแบบโลหะที่แข็งและการเปลี่ยนแปลงความถี่เรโซแนนท์

— Anindo Ghosh
แหล่งที่มา

ขอบคุณสำหรับคำตอบ. แต่ฉันไม่เข้าใจคำตอบในย่อหน้าที่สองของคุณอย่างสมบูรณ์ "ความถี่ต้องไม่สูงมากจนอุปกรณ์สวิตชิ่ง (MOSFET, อื่น ๆ ) และสายไฟเชื่อมต่อไม่สิ้นเปลืองพลังงานอย่างมากในการเปลี่ยนการสูญเสีย" และคำถามที่สองคือถ้าฉัน ใช้ความถี่ต่ำเกินไปหรือสูงสองฉันทำลายมอเตอร์ยกเว้นการสั่นพ้องที่อาจเกิดขึ้น

— Mehrdad Kamelzadeh

ยิ่งความถี่สวิตชิ่ง (ความถี่ PWM) สูงขึ้นเท่าใดการสูญเสียพลังงานในอุปกรณ์สวิตชิ่ง (เช่น MOSFET) ก็ยิ่งมากขึ้นซึ่งจะช่วยให้สามารถปิดกั้นกระแสไฟฟ้าผ่านมอเตอร์ที่ระดับความสูง / ต่ำของสัญญาณ PWM ดังนั้นความถี่ PWM ที่สูงเกินไปส่งผลให้การสูญเสียเหล่านี้เป็นสาเหตุสำคัญของการสูญเสียพลังงาน หากคุณใช้ความถี่ต่ำเกินไปคุณอาจสั่นสะเทือนการติดตั้งมอเตอร์และการเชื่อมโยงทางกลและต้องการการบำรุงรักษาบ่อยครั้ง ความถี่ที่สูงเกินไปก็จะจบลงด้วยมอเตอร์ที่ไม่ได้รับพลังงานในการทำงานไม่มีอันตรายถาวรใด ๆ

— Anindo Ghosh

11

อย่างน้อยที่สุดคุณต้องใช้ความถี่เพื่อให้มอเตอร์ "เห็น" ค่าเฉลี่ยและไม่ตอบสนองต่อพัลส์แต่ละตัว นั่นมักจะเป็น 100 Hz

อย่างไรก็ตามมีผลกระทบอื่น ๆ ที่มอเตอร์ไม่สนใจ แต่คุณอาจ ลวดแต่ละส่วนในขดลวดอาจสั่นเล็กน้อยด้วยความถี่ PWM ซึ่งทำให้เกิดเสียงสะอื้น นี่คือเหตุผลที่มอเตอร์จำนวนมากถูกขับเคลื่อนด้วยความเร็วประมาณ 25 kHz PWM เนื่องจากสูงกว่าการได้ยินของคนส่วนใหญ่ 25 kHz หมายถึงพัลส์ 40 ,s ซึ่งยังคงนานพอที่การสูญเสียการสลับมีขนาดเล็กสำหรับวงจรที่ออกแบบมาอย่างดีที่สุด

— แลงทรอพ
แหล่งที่มา