Hitung frekuensi motor DC

16

Saya mengendarai motor DC dengan H-Bridge Mosfet menggunakan PWM. Masalahnya adalah saya tidak tahu persis frekuensi mana yang harus saya gunakan.

1 - Apakah Motor DC memiliki frekuensi yang sangat spesifik untuk kinerja terbaiknya atau memiliki rentang frekuensi yang dapat mereka gunakan?

2- Apa yang terjadi jika saya bekerja dengan Motor DC dengan frekuensi yang lebih tinggi atau lebih rendah yang dapat digunakan? Apakah saya merusak itu? (Karena saya telah melakukan itu dan dengan frekuensi yang lebih tinggi Motor saya membuat suara aneh seperti zzzz dan dengan frekuensi yang lebih rendah itu bergetar)

pwm dc-motor h-bridge Mehrdad Kamelzadeh
sumber

Jawaban:

16

  • Frekuensi PWM yang dipasok ke motor DC (mungkin) yang disikat perlu cukup tinggi sehingga kombinasi inersia mekanis dan induktansi kumparan cukup untuk menghaluskan impuls mekanis dari setiap pulsa. Minimum ini akan berbeda dari motor ke motor. Frekuensi terlalu rendah, dan gerakan motor akan dianggap sebagai serangkaian sentakan, atau derak.

  • Frekuensi harus tidak terlalu tinggi sehingga perangkat switching (MOSFET, lainnya) dan kabel penghubung tidak membuang daya yang signifikan dalam mengganti rugi. Frekuensi terlalu tinggi, dan efisiensinya akan turun. Maksimum ini akan berbeda tergantung pada mekanisme switching, panjang kabel ke motor, tegangan drive (tegangan lebih tinggi = batas laju perubahan tegangan), perisai, mungkin beberapa faktor lain juga.

  • Frekuensi harus, jika mungkin, hindari spektrum audio: di bawah 20 Hz (bukan ide yang bagus kecuali untuk motor yang sangat masif) atau di atas 20 KHz, sehingga getaran magnetostriktif dalam belitan atau getaran simpatik pada rotor mekanis, tidak akan terdengar oleh manusia.

  • Selain semua ini, kombinasi motor + beban + pemasangan tertentu akan memiliki frekuensi resonansi pada suhu tertentu. Meskipun ini mungkin tidak setinggi 20 KHz + diterapkan untuk PWM motor khas, beberapa jenis pemasangan kaku memang bisa mencapai frekuensi resonansi ultrasonik. Jika frekuensi PWM cocok dengan frekuensi resonansi, osilasi resonansi dapat menyebabkan motor bergetar tanpa terkendali. Inilah sebabnya mengapa penyangga karet / nilon / elastomer biasanya digunakan untuk pemasangan motor.

Masalah terakhir ini agak sembuh sendiri, karena setelah sedikit osilasi resonan pemasangan cenderung memberi / aus, bahkan jika itu adalah pemasangan logam yang kaku, dan ini mengubah frekuensi resonansi.

Anindo Ghosh
sumber
Terima kasih atas jawaban anda. Tapi saya tidak sepenuhnya mengerti paragraf kedua dari jawaban Anda "Frekuensi harus tidak terlalu tinggi sehingga perangkat switching (MOSFET, lainnya) dan menghubungkan kabel tidak membuang daya yang signifikan dalam mengganti kerugian" dan pertanyaan kedua saya adalah jika saya gunakan Frekuensi terlalu rendah atau dua tinggi saya merusak Motor kecuali osilasi resonansi yang mungkin terjadi.
Mehrdad Kamelzadeh
Semakin tinggi frekuensi switching (frekuensi PWM) yang digunakan, semakin besar pula energi yang hilang dalam komponen switching (misalnya MOSFET) yang memungkinkan dan memblokir arus melalui motor pada posisi tertinggi / rendah sinyal PWM. Jadi frekuensi PWM yang terlalu tinggi menyebabkan kerugian ini menjadi penyebab signifikan dari energi yang terbuang. Jika Anda menggunakan frekuensi yang terlalu rendah, Anda dapat mengguncang pemasangan motor dan hubungan mekanis, dan perlu perawatan yang sering. Frekuensi terlalu tinggi hanya akan berakhir dengan motor tidak menerima daya operasi, tidak ada kerusakan permanen yang dilakukan.
Anindo Ghosh
11

Minimal, Anda perlu menggunakan frekuensi sehingga motor "melihat" rata-rata dan tidak bereaksi terhadap pulsa individu. Itu biasanya beberapa 100 Hz.

Namun, ada efek lain yang tidak diperhatikan oleh motor tetapi Anda mungkin melakukannya. Masing-masing bagian kawat pada belitan dapat bergetar sedikit dengan frekuensi PWM, yang menyebabkan rengekan terdengar. Inilah sebabnya mengapa banyak motor dikendarai sekitar 25 kHz PWM, karena itu di atas pendengaran kebanyakan orang. 25 kHz berarti pulsa 40 μs, yang masih cukup lama sehingga kerugian switching kecil untuk sebagian besar sirkuit yang dirancang dengan baik.

Olin Lathrop
sumber