Saat mengendalikan motor DC yang diberi nilai 5V secara teoritis saya dapat menggerakkan motor dengan cara berikut:
- 5V dengan 100% siklus kerja PWM.
- 10V dengan 50% duty cycle PWM.
- 20V dengan 25% siklus kerja PWM.
Apakah ada perbedaan di antara keduanya? Akankah menggunakan opsi 2/3 memperpendek umur motor? Apakah mengubah frekuensi PWM meningkatkan umur motor? Alasan untuk melakukan ini adalah mungkin untuk menggerakkan motor lebih lambat dengan tegangan yang lebih tinggi.
Jawaban:
Ya, ini sangat berbeda. Drive PWM dan voltase drive secara terpisah tidak terlalu berarti, tetapi jika dikombinasikan dengan cara ini Anda akan mendapatkan kinerja yang sangat berbeda.
Secara elektrik, Anda dapat memodelkan motor sebagai induktor (belitan), resistor, dan sumber tegangan (EMF, sebanding dengan kecepatan motor). Ketika Anda menerapkan tegangan yang lebih rendah dibandingkan dengan tegangan yang lebih tinggi, Anda akan:
Dengan PWM dan tegangan yang lebih tinggi, Anda akan dapat mencapai kecepatan puncak yang lebih tinggi dan sering kali torsi lebih tinggi pada kecepatan yang sama.
Tidak ada alasan nyata bahwa motor akan rusak ketika menerapkan tegangan yang lebih tinggi. Kerusakan motor disebabkan oleh:
Selain itu, terlalu panas atau menjalankan motor pada arus yang sangat tinggi akan menyebabkan pengurangan torsi yang signifikan karena saturasi magnetik.
Jika Anda dapat menjamin bahwa Anda menjaga motor Anda dalam batas kecepatan, torsi dan kekuatan serta mendinginkannya dengan baik, tidak ada downside untuk menjalankannya pada tegangan yang lebih tinggi dengan PWM.
sumber
Motor penggerak PWM adalah konverter buck . Sejauh sirkuit dan motor Anda menghasilkan konverter uang yang baik , tidak ada perbedaan antara masing-masing opsi Anda.
Beberapa hal yang perlu diingat:
Pada tegangan yang jauh lebih tinggi, mungkin sekitar , insulasi pada belitan akan gagal. terlalu rendah untuk menjadi perhatian.20 V1000V 20V
Jika frekuensi PWM Anda terlalu rendah untuk induktansi motor yang berliku, arus pada setiap siklus PWM akan berubah secara signifikan, Anda akan memiliki riak torsi tinggi, dan Anda tidak lagi memiliki konverter buck yang baik . Kinerja dan efisiensi akan berkurang. Dalam kasus ekstrem, Anda mungkin tidak dapat memutar motor .
Sama seperti dengan konverter buck, drive PWM melibatkan transistor dan sirkuit lain yang tentunya menimbulkan kerugian tambahan. Drive PWM juga lebih rumit untuk dirancang, lebih sulit untuk bekerja dengan benar, lebih mahal untuk diimplementasikan, dll. Beberapa kerugian ini (misalnya, kerugian histeresis) ada di dalam motor, dan akan menghasilkan suhu motor yang lebih tinggi, yang merupakan biasanya parameter pembatas untuk kinerja motor, dan suhu yang lebih tinggi secara keseluruhan akan mengurangi masa pakai motor. Namun, Anda akan memerlukan desain yang sangat buruk untuk membuat kerugian mendekati kerugian yang sudah Anda miliki di DC, seperti kerugian resistif pada belitan, sehingga perbedaan antara efisiensi drive PWM dan DC tidak banyak.
sumber
Ada beberapa hal yang perlu diwaspadai saat Anda menggunakan PWM.
Pertama, tegangan PWM yang akan dilihat motor Anda akan memiliki harmonisa frekuensi tinggi. Harmoni ini akan menimbulkan kerugian pada motor Anda yang tidak akan ada jika Anda menggunakan tegangan DC. Apakah ini berarti bahwa motor Anda akan menjadi lebih panas ketika dengan PWM vs DC (semua hal lain dianggap sama). Bagaimana ini mempengaruhi kehidupan motor Anda tergantung pada banyak hal. Ada aturan praktis yang sangat kasar di dunia motor yang mengatakan untuk setiap kenaikan 10 ° C dalam suhu koil motor, Anda mengurangi umur insulasi motor hingga setengahnya. Anda harus melakukan uji peringkat pada motor dengan drive PWM yang Anda gunakan untuk menurunkan motor atau untuk memberi tahu Anda seberapa panas penggunaan PWM pada peringkat papan nama. Kebanyakan orang benar-benar siap untuk melakukan tes ini.
Kedua, dengan asumsi Anda berbicara tentang tegangan rendah seperti contoh Anda (5V-20V), peningkatan tegangan itu sendiri mungkin tidak akan banyak berpengaruh pada kehidupan isolasi. Jelas itu tergantung pada motor, tetapi umumnya isolasi di motor dapat menahan tegangan hingga setidaknya 1000 V untuk periode waktu yang singkat. Mengingat lonjakan tegangan karena PWM, ini berarti Anda tidak benar-benar perlu khawatir tentang pengurangan masa isolasi sampai Anda berbicara tentang motor yang berperingkat ~ 400V-600V atau lebih. Tegangan lebih tinggi dengan PWM dapat memiliki efek pada umur sikat tetapi sangat sulit untuk mengatakan tanpa pengujian.
sumber