Частота ШИМ для ДПТ с возбужнением от постоянных магнитов

[pliss]

Вопрос такой поднимался в сети, но я так и не нашёл убедительного для себя ответа.

Собственно, существует ли связь между частотой вращения при номинальной нагрузке, количеством полюсов ротора и статора (или как-там правильно - якоря?..), индуктивностью, активным сопротивлением обмоток и оптимальной частотой широтно-импульсной модуляции при регулировке мощности подводимой к моторчику?

И если такая связь есть, то как её рассчитать?

Может кто-нибудь просветить по этому вопросу?

Вот моторчик, тот который 12В:

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[mail_robot]

не замечал я что-то такой связи. Единственное на что обращал внимание у промышленных девайсов - там всегда стремятся вывести частоту за границу звукового диапазона на сколько это возможно по параметрам ключей. На частотниках для трехфазных двигателей частота ограничена сверху частотой IGBT модулей, а на ДПТ потерями в ключах. Так что с частотами шибко не разбежишься.

По низу частота ШИМ тоже имеет свои границы для обеспечения неразрывности тока в индуктивности якоря. Иначе пропорциональности не будет. А это значит частота ШИМ должна быть как минимум на порядок выше номинальной частоты вращения якоря

Вот собственно нижние и верхние границы. А там уже здравый смысл дальше начинается

Изменено 5 марта, 2017 пользователем mail_robot

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[IMXO]

конечно существует

при увеличении частоты ШИМа , наступит момент когда длительность импульса будет меньше тау ДПТ произойдет уменьшение тока ДТП. = падение мощности

при увеличении частоты ШИМа величиться нагрев из-за токов Фуко = падение мощности

при совпадении частоты ШИМа с частотой вращения ламелей  будет наблюдаться    эффект стробоскопа , те часть полюсов будет исключена из работы = падение мощности

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[pliss]

41 минуту назад, mail_robot сказал:

<...>По низу частота ШИМ тоже имеет свои границы для обеспечения неразрывности тока в индуктивности якоря. Иначе пропорциональности не будет. <...>

У якоря три полюса и две щётки. Обмотка одного полюса оказывается подключённой в течении 1/3 оборота.

Я правильно понимаю, что за две трети оборота, до следующего подключения в отключённой обмотке должен течь ток самоиндукции?

Или как правильно?

[mail_robot]

Немного не правильно. Обмотки никогда не бывают полностью отключены. Они все последовательно через коллектор соединены. При переключении ламелей коллектора на них меняется полярность. И там не ток самоиндукции будет, а противоЭДС, как если бы двигатель стал генератором. Соответственно частота вращения ДПТ ограничена этой самой ЭДС. Поэтому и получается рулить частотой вращения меняя потенциал источника

Это если по рабоче-крестьянски. Подробнее можно почитать в учебниках по устройству и теории электрических машин.

Изменено 5 марта, 2017 пользователем mail_robot

[pliss]

28 минут назад, IMXO сказал:

<...>при увеличении частоты ШИМа , наступит момент когда длительность импульса будет меньше тау ДПТ произойдет уменьшение тока ДТП. = падение мощности<...>

Можно по-подробней, тау для дпт - это R/L одной обмотки якоря?

[mail_robot]

не помню точно что именно обозначает тау (давно учился), но видимо имелось в виду полюсное деление

[pliss]

7 часов назад, IMXO сказал:

<...>при совпадении частоты ШИМа с частотой вращения ламелей  будет наблюдаться    эффект стробоскопа , те часть полюсов будет исключена из работы = падение мощности<...>

Половину дня потратил на общение с гуглом. Толку мало. В разного рода курсовых работах частоты 50 - 3000Гц. Буржуйские контроллеры - +-50кГц. Значит, сверху частота ограничена индуктивностью обмоток, а снизу - стробоскопическим эффектом. Ну, и для комфорта частоту уводят из слышимого диапазона.

В моём случае можно определить какая частота точно будет не оптимальной.

Если я опять ни чего не напутал, то обмотки переключаются так:

Значит, каждая обмотка меняет полярность один раз за оборот. Для холостого хода моего моторчика это будет 18200/60=303,(3)Гц.

То есть, для моего моторчика частота шим должна быть выше 303,(3)Гц.

Так?

[IMXO]

она должна быть или на порядок выше или на порядок ниже

5 минут назад, pliss сказал:

Для холостого хода моего моторчика это будет 18200/60=303,(3)Гц.

и умножить на кол-во обмоток те 900Гц

[Vslz]

@pliss Мне известно только одно правило, касающееся мотора:

Постоянная времени, R/L мотора должна быть значительно больше периода частоты ШИМ. Почему - пояснил @mail_robot в самом начале.

В процессе ШИ регулирования ток через мотор - удивитесь, почти постоянный, с определённым размахом пульсаций, зависящим от частоты и R/L. А вот напряжение на моторе - прямоугольное. . Изменение коэф. заполнения дает эффект регулирования среднего подводимого напряжения. R и L составляющие осуществляют интегрирование прямоугольных импульсов. В результате, имеем постоянный ток с пилообразными пульсациями на частоте ШИМ, которые можно значительно уменьшить увеличением частоты ШИМ. Малая амплитуда переменной составляющей тока мотора означает, что на нагрев стали и создание вихревых токов она влияет мало. Верхний практический предел частоты ШИМ ограничен ростом тепловыделения ключа с частотой. Так как ток мотора непрерывен, то двигатель будет нормально регулироваться при любом числе коллекторных пластин, щёток. Лишь бы правило выполнялось. 

ШИ-регулятор с нагрузкой в виде мотора - это тот же степдаун (понижающий преобразователь), который может работать как в режиме непрерывного тока, так и прерывистого. Переход в режим прерывистого тока, возможный на низких частотах ШИМ вызовет бОльший размах пульсаций, бОльшую амплитуду тока мотора и ключа, ускорение износа щёток. Но самым заметным эффектом будет сильный акустический свист. Чем больше размах пульсаций, тем больше свист.

В статье (на английском) http://www.4qdtec.com/pwm-01.html ,глава "PWM and motor Heating" все на пальцах разъясняется, очень доступно.