Gibt es die optimale PWM-Frequenz für kleine E-Motore

[Besserwessi]

Wenn die Motorinduktivität zu klein ist, kann man auch eine kleine extra Induktivität in Reihe schalten um die PWM Frequenz niedrig (bei ca. 20 kHz) zu halten. Bei Motoren mit Eisen gibt es bei hohen Frequenzen mehr Wirbelstromverluste und die extra Induktivität hält die ganz hohen Frequenzen vom Motor fern.

[MichaelM]

Hallo,
eine Induktivität in Reihe zu schalten ist zwar möglich aber bei den kleinen Motoren eher "unüblich". Die Verluste im Eisen steigen nicht durch die höhere PWM-Frequenz (der Stromrippel wird ja kleiner) sondern nur bei höherer Drehzahl (höhere Drehfrequenz). Eine höhere PWM-Frequenz bringt bei jedem Motor immer eine niedrigere Erwärmung mit sich. Die zusätzliche Induktivität würde zwar auch helfen den Stromrippel klein zu halten, Miniaturinduktivitäten haben aber auch einen erheblichen ohmschen Widerstand. Hier bleibt zwar dann der Motor kalt aber dafür heizt die Drossel.
Gruß,
Michael

[Sebastian_F]

Hallo zusammen,


ich hab hier grad eure Kommentare gelesen und glaube bei euch an der Richtigen Adresse zu sein.

Ich möchte an einem Motor Winkelabhängig ein Moment erzeugen.

z.B alle 3,6° ein Moment von 10Ncm dazwischen kann der Verlauf beliebig sein. z.B Sinus förmig.
Die Positionserfassung ist kein Problem.
Mein ausgewählter Motor bringt das gewünschte Moment bei 3A 24V.
Nun möchte ich den Motor über eine PWM ansteuern.
Wie lege ich die PWM Frequenz aus. Mein Stromrippel soll unter 1% liegen.

Kannst du mir da weiterhelfen?

Brauchst du noch daten hierfür?
mech. Zeitkonstante 5,4ms
L= 550µH
R= 5,4Ohm
max Drehzahl 1200U/min

Vielen Dank

Grüsse
Sebastian

[Brantiko]

Moin,
Motoren in der Baugröße betreibe ich mit ca. 120Hz.
Damit habe ich die besten Erfahrungen gemacht, gerade im unteren Drehzahlberech. Damit der Motor nicht zu sehr Vibriert empfiehlt sich ein Kondensator parallel zum Motor.

Gruss

Alex

[Besserwessi]

Einen Kondensator paralell zum Motor sollte man nur mit extra Induktivität in Reihe, sonst fließt beim Einschalten der Brücke eine sehr großer Strom der nur zum erwärmen der Brücke beiträgt.
Für 1% Strom-rippel muß die Frequenz deutlich größer werden. Die Ausphase sollte höchstens 1% der Zeitkonstante sein, also ungefähr 50us ms. Man wird also eine PWM Frequenz von mindestens 20 kHz nehmen müssen. Da wäre man dann auch schon über ger Höhrgrenze. Bei so hohen Frequenzen wird man aber kaum einen so kleinen Rippel brauchen, denn die Trägheit des Motors dämpft zusätzlich.

[Brantiko]

Wo nach wird eigentlich gesucht? Nach dem max. Wirkungsgrad oder nach der besten Regelbarkeit?

Gruss

Alex

[harry3]

Welchen Vorteil bringt es eigentlich dass man versucht keinen lückenden Strom zu haben? Mechanisch gesehen ist es ja egal weil ein Motor viel zu träge ist.

[avion23]

P = I² * R
D.h. wenn man lückenden Stromfluß hat, muss der Strom in der On-Phase stärker werden, damit er in der Off-Phase aus sein kann. Damit ist die übertragene Leistung gleich (Gedanklich Integral über den Kurvenverlauf bilden).
Da die ohmschen Verluste aber im Quadrat mit dem Strom steigen, steigen auch die Verluste quadratisch ---> extrem viel unnütz verplemperte Leistung. Diese fällt ab
- am Schalter (mosfet, normaler transistor)
- motorwicklungen (wärmeabgabe des motors ist meistens leistungsbeschränkend)

Es ist also wirklich nicht wünschenswert. Dazu kommt noch die Sättigung des Kernmaterials/Spule, so dass nur noch der ohmsche Widerstand wirkt und der Strom extrem ansteigt.


Alles nur meine Meinung / Vorstellung, also wer eine bessere Version hat, immer her damit.

[Manf]

Ja, so ist es, das mittlere Moment ist proportional dem Mittelwert des Stoms, die mittlere Leistung ist proportional dem Mittelwert des Stroms zum Quadrat.
Ein gleichmäßiger Strom erbringt damit Moment bei minimaler Leistung.

[harry3]

OK das hört sich verständlich an.

Bleibt noch eine Frage: Es müsste doch immer ein Strom durch den Motor fließen solange sich dieser dreht, da er quasi als Generator arbeitet in der Off Phase. Somit dürfte der Strom eigentlich nie lecken!?