设计人员应确定最佳频率以使电动机的纹波最小寿命最长

发布时间: 2020-04-02 08:40:06 来源:

使用微型有刷直流电动机的许多应用要求电动机在一个以上的负载点或特定的负载周期下运行。在可用的负载点运行电动机需要可变的可控电源。这可以通过连续线性稳压电源或脉冲宽度调制(PWM)来完成。

线性调节通常效率低下,并且需要更大的外壳。此外,在电池驱动的应用中,在变化的负载点使用线性调节是不切实际的。另一方面,PWM稳压非常有效,可以有效地用于电池或直流电源驱动的应用。PWM驱动器的效率更高,可以延长电池寿命并减少电子组件中的热量。

在电机上使用PWM的一个折衷是由于连续PWM开关导致的转子绕组中的涡流损耗,通常在线性电源中不存在这种涡流损耗。但是,正确设计的PWM可使涡流效应最小化,并改善了电动机的驱动方式。

无芯有刷直流电动机具有较低的惯性和电感。这使它们可以用于需要动态行为和电动机快速响应的应用中。使用PWM可以精确控制绕组中的电流。因此,可以在无芯电动机中正确控制与平均绕组电流成线性比例的输出转矩。

与直流电动机的纯电阻负载不同,转子绕组上的电阻,电感和反电动势是优化PWM频率和占空比的决定性因素。

线性与PWM电源

对于线性直流电源(如下图所示),电流只是绕组电阻的函数。电感不影响恒定源电流。电感的阻抗为零。

大多数无芯电动机的目录值和寿命预测是使用恒定的线性直流电源估算的。

使用PWM源时,由于频繁开关,电路会遇到欧姆电阻和电感。此外,在终端上会产生与电动机特性(KE)和速度相等的反电动势。当针对特定应用进行设计时,这会使PWM电路复杂化,因为不仅需要精确控制占空比,而且还必须精确控制PWM的频率才能获得最佳的电机性能。

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