Có cách nào để nói tần số tôi cần là một PWM không?

Tôi có một động cơ DC 12 V quay với tốc độ 60 RPM hoặc 1 Hz. Tôi có cần một PWM phù hợp với tần số để nó hoạt động không? Hầu hết những cái tôi đã thấy là khoảng 25 kHz cho động cơ 12V 20A.

Không. Bạn không khớp các phép quay mỗi giây với tần số PWM. Nó cần phải cao hơn nhiều. Bạn muốn nó đủ cao để động cơ chạy trơn tru (quán tính của động cơ làm giảm chuyển động và độ tự cảm của động cơ giúp làm giảm dòng điện), nhưng không quá cao, tổn thất chuyển mạch trong thiết bị điện tử của bạn là quá mức. Thường ít nhất 8-10kHz, nhưng bạn có thể muốn> 20kHz nếu tiếng ồn âm thanh là một vấn đề. Bạn có khá nhiều thời gian rảnh trước khi nó trở thành tần số "sai".

Bạn muốn độ tự cảm của động cơ dẫn đến hiện tượng gợn sóng thấp một cách hợp lý trong chu kỳ PWM. Đây là quy tắc ngón tay cái của nhà sản xuất ổ đĩa :

$f_{PWM} \ge \frac {0.6V_{SUPPLY} }{L_{MOTOR}\cdot I_{NOMINAL}}$

Công thức này dẫn đến khá nhiều gợn sóng, khoảng 40% cực đại ở giới hạn và D = 50%, do đó tần số cao hơn một chút có thể được mong muốn, đặc biệt là nếu động cơ sẽ được vận hành với chu kỳ nhiệm vụ thấp.

Trong mọi trường hợp, tần số PWM tối ưu có thể phụ thuộc vào thiết kế động cơ (để chuyển đổi hiệu quả và chi phí thấp, bạn không muốn tần số PWM cao hơn mức cần thiết. Tần số PWM cao không cần thiết có thể gây ra tổn thất quá mức cho động cơ Mặt khác, trong trình điều khiển. Mặt khác, nếu tần số quá thấp, trình điều khiển RMS và dòng động cơ sẽ quá mức và sẽ dẫn đến nhiều tổn thất cho trình điều khiển (và tổn thất đồng trong động cơ và hệ thống dây điện). là các hiệu ứng âm thanh như tiếng rên rỉ khó chịu nếu tần số có thể nghe được hoặc nếu nó kích thích các chế độ rung có thể nghe được, và ở tần số rất thấp, gợn mô-men xoắn thậm chí có thể bị phản đối.

Ví dụ, động cơ pancake có độ tự cảm rất thấp có thể yêu cầu một cuộn cảm loạt bên ngoài để có thể sử dụng tần số PWM hợp lý.

Bất chấp các quy tắc và vân vân, rất có thể bạn sẽ phải kiểm tra động cơ và trình điều khiển để có được ước tính tốt về hiệu quả. 20KHz-25kHz có lẽ là điểm khởi đầu hợp lý cho động cơ DC chải thông thường có đầu bánh răng như tôi nghĩ bạn đang mô tả.

Tần suất để chọn phụ thuộc vào bộ lọc được áp dụng (ví dụ như bộ lọc RC). Động cơ DC của bạn có thể sẽ không cần bất kỳ bộ lọc nào vì quán tính của nó sẽ phục vụ mục đích này miễn là tần số pwm đủ cao (một số kHz là đủ). Động cơ cuối cùng sẽ tạo ra một số tiếng ồn không mong muốn, trong trường hợp đó bạn có thể muốn thêm một tụ điện để làm mịn.

25 kHz mà bạn đề cập có lẽ dựa vào tiêu chuẩn intel dành cho người hâm mộ PC. Nhưng lưu ý: 25kHz không tỷ lệ với vòng / phút dưới bất kỳ hình thức nào. Khi làm mờ với PWM, đó là chu kỳ nhiệm vụ xác định mức tiêu thụ năng lượng của động cơ . Nếu bạn muốn điều khiển vòng tua máy thực tế, bạn cần thực hiện một vòng điều khiển. Trừ khi bạn không sử dụng một trong những quạt pc 4 chân được đề cập, không thể cài đặt vòng / phút chỉ với PWM.

$f_{PWM}$

Theo nguyên tắc thông thường, bạn muốn thời gian PWM của bạn lớn hơn khoảng 50 lần so với thời gian chết, vì vậy thời gian chết xảy ra hai lần trong một chu kỳ PWM chỉ mất 4% thời gian. Sau đó, bạn sẽ chỉ cần lập trình mức bù thời gian chết nếu bạn cần độ chính xác tốt và các phương pháp bù rất đơn giản (như thêm phần bù không đổi vào chu kỳ nhiệm vụ) là đủ.

$f_{PWM}$