Правильная частота ШИМ для двигателя [дубликат]

Для максимальной эффективности и минимальной вибрации двигателю требуется высокая частота ШИМ. Однако для самых низких коммутационных потерь контроллеру нужна низкая частота. Поэтому «лучшая» частота ШИМ часто является компромиссом.

Двигатель имеет индуктивность , которая препятствует изменениям тока. На очень низких частотах это мало влияет, поэтому ток двигателя следует за напряжением ШИМ. Это вызывает дополнительный нагрев двигателя, поскольку среднеквадратический ток (нагрев) выше, чем средний ток (крутящий момент). По мере увеличения частоты ШИМ у тока остается меньше времени для увеличения и уменьшения, поэтому среднеквадратичное значение тока приближается к среднему току, и двигатель работает с меньшим охлаждением.

Ниже приведены некоторые осциллограммы небольшого коллекторного двигателя постоянного тока при разных частотах ШИМ (верхняя кривая на каждом изображении — напряжение, нижняя — ток). При частоте 50 Гц ток ШИМ следует за напряжением, поэтому пиковый ток в два раза превышает средний ток, а потери на внутреннем сопротивлении двигателя удваиваются по сравнению с постоянным постоянным током. При частоте 500 Гц рост и падение тока экспоненциальны, но все равно достигают пика при удвоенном среднем токе и падают до нуля между импульсами ШИМ. На частоте 1 кГц он непрерывен, но с большими вариациями.

На частоте 3 кГц пульсации, наконец, достаточно сгладились, чтобы получить среднеквадратичное значение тока, близкое к среднему. КПД двигателя теперь ненамного хуже, чем он был бы на чистом постоянном токе. Однако начинают проявляться всплески переключения (которые увеличивают нагрев контроллера).

У вас есть двигатель с железным сердечником и относительно высокой индуктивностью. Большинству двигателей с железным сердечником требуется не менее 2-3 кГц, чтобы получить достаточно плавный ток ШИМ (двигатели без сердечника имеют гораздо меньшую индуктивность, поэтому им требуется 20-30 кГц или выше). Двигатель также может издавать слышимый шум на частоте ШИМ, который может раздражать, поэтому часто желательна частота, которая находится за пределами диапазона человеческого слуха. MD10C рассчитан на частоту до 20 кГц, поэтому я бы начал с этой частоты и рассматривал возможность ее уменьшения только в том случае, если контроллер слишком сильно нагревается.