我正在使用 PWM 驱动带有 H 桥 Mosfet 的直流电机。问题是我不知道我应该使用哪个频率。
1- 直流电机是否具有非常特定的频率以实现最佳性能,或者它们是否具有能够使用的频率范围?
2- 如果我使用它可以使用的更高或更低频率的直流电机会发生什么?我在破坏它吗?(因为我已经这样做了,并且在较高频率下,我的电机会发出类似 zzzz 的奇怪噪音,而在较低频率下它会摇晃)
我正在使用 PWM 驱动带有 H 桥 Mosfet 的直流电机。问题是我不知道我应该使用哪个频率。
1- 直流电机是否具有非常特定的频率以实现最佳性能,或者它们是否具有能够使用的频率范围?
2- 如果我使用它可以使用的更高或更低频率的直流电机会发生什么?我在破坏它吗?(因为我已经这样做了,并且在较高频率下,我的电机会发出类似 zzzz 的奇怪噪音,而在较低频率下它会摇晃)
提供给(可能)有刷直流电机的 PWM 频率需要足够高,以使线圈的机械惯性和电感的组合足以消除每个脉冲的机械脉冲。这个最小值会因电机而异。频率太低,电机运动将被视为一系列的抽搐或嘎嘎声。
频率不需要太高,以使开关器件(MOSFET,其他)和连接线不会在开关损耗中浪费大量功率。频率太高,效率会下降。这个最大值会因开关机制、电机导线长度、驱动电压(更高的电压 = 转换速率限制)、屏蔽以及其他一些因素而有所不同。
如果可能,频率应避免音频频谱:低于 20 Hz(除非是非常大的电机,否则不是一个好主意)或高于 20 KHz,这样就不会听到绕组中的磁致伸缩振动或机械转子中的共振由人类。
除此之外,特定的电机 + 负载 + 安装组合在给定温度下将具有谐振频率。虽然这可能不如用于典型电机 PWM 的 20 KHz+ 高,但某些类型的刚性安装确实可以达到超声波谐振频率。如果 PWM 频率与谐振频率匹配,则谐振会导致电机无法控制地振动。这就是为什么橡胶/尼龙/弹性体缓冲器通常用于电机安装的原因。
不过,最后一个问题在某种程度上是自固化的,因为经过一点共振振荡后,即使是刚性金属安装,安装也会产生/磨损,这会改变共振频率。
至少,您需要使用一个频率,以便电机“看到”平均值并且不对单个脉冲做出反应。这通常是几百赫兹。
但是,还有其他一些电机不关心的影响,但您可能会关心。绕组中的个别导线部分可能会随着 PWM 频率轻微振动,从而导致可听见的呜呜声。这就是为什么许多电机以大约 25 kHz PWM 驱动的原因,因为这超出了大多数人的听力。25 kHz 意味着 40 µs 脉冲,对于大多数精心设计的电路来说,这仍然足够长,开关损耗很小。