Frekvencia pulzovania ovládača: kompromis medzi teplotou, hlučnosťou a presnosťou
Ovládač rozdeľuje napätie batérie na impulzy, tisícekrát za sekundu, aby vytvoril prúd motora. Počet cyklov za sekundu sa nazýva frekvencia pulzovania, alebo frekvencia PWM. Toto nastavenie ovplyvňuje zahrievanie ovládača, motora, hlučnosť a kvalitu riadenia. Neexistuje žiadna univerzálna "správna" hodnota: existuje len kompromis, ktorý je potrebné nájsť pre každú kombináciu ovládača a motora.
Dôležité informácie
- Čím vyššia je frekvencia, tým viac sa tranzistory v regulátore zahrievajú pri každej prepínacej operácii.
- Čím nižšia je táto hodnota, tým viac kolíše prúd motora, čo spôsobuje jeho zahrievanie a môže vytvárať hluk.
- Motory s nízkou indukčnosťou vyžadujú vyššiu frekvenciu.
- Frekvencia tiež ovplyvňuje rýchlosť riadenia: obmedzuje rýchlosť prúdového okruhu.
Čo zabezpečuje funkcia delenia
Každá fáza motora je striedavo pripojená k plus a mínus pólom batérie. Pomer času stráveného na každej strane určuje priemerné napätie. Navinutia, vďaka svojej indukčnosti, vyhladzujú tieto impulzy: prúd sa počas jedného impulzu mierne zvýši a počas nasledujúceho klesne. Týmto spôsobom udržuje malú vlnu v tvare píly okolo požadovanej hodnoty. Pozrite si vnútro regulátora motora a vektorovú moduláciu.
Zvýšenie frekvencie: výhody a nevýhody
Čo získame
- Menej pulzácií prúdu: Prúd má menej času na odchýlenie sa medzi dvoma impulzmi. Znížujú sa straty v motore, ktoré sú spôsobené týmito pulzáciami.
- Menej počuteľného hluku : nad približne 20 000 cyklov za sekundu, čo je hranica ľudského sluchu, už nie je počuť pískanie spôsobené rezaním.
- Precíznejšie ovládanie: regulátor meria a koriguje v každom cykle; čím viac cyklov, tým je regulácia prúdu rýchlejšia.
Čo platíme
- Menej strát spôsobených prepínaním: Pri každom prepnutí disipuje tranzistor určité množstvo energie. Zdvojnásobenie frekvencie zdvojnásobuje tieto straty. Pri vysokom prúde to môže viesť k potrebe zníženia maximálneho povoleného prúdu.
- `Viac výpočtov: mikrokontrolér musí vykonávať všetky operácie v každom cykle.`
- `Zníženie elektromagnetického rušenia, ktoré je potrebné kontrolovať prostredníctvom návrhu obvodov.`
Úloha indukčnosti motora
Kolísanie prúdu je priamo závislé od indukčnosti motora: čím je indukčnosť nižšia, tým rýchlejšie sa prúd mení pri každom pulze. Veľmi výkonné a kompaktné motory s nízkou indukčnosťou preto vyžadujú vyššiu frekvenciu, aby sa udržalo rozumné kolísanie. Naopak, motor v náboji elektrickej kolobežky, ktorý má vyššiu indukčnosť, postačí nižšia frekvencia.
Je to jeden z dôvodov, prečo sa neodporúča pripojiť akýkoľvek motor k akémukoľvek ovládaču bez overenia: motor s veľmi nízkou indukčnosťou pripojený k ovládaču s nízkou frekvenciou môže vykazovať výrazné prudké nárasty prúdu.
Spojenie s rýchlosťou motora
Aby sa správne reprodukovala sínusoida, je potrebné mať dostatočný počet cyklov pulzovania na jeden otáčok motora. Frekvencia elektrického prúdu sa však zvyšuje s rýchlosťou a počtom pólov (pozrite si náš sprievodca o Kv, Kt a póloch). Pri veľmi vysokých otáčkach motora s množstvom pólov môže príliš nízka frekvencia pulzovania zhoršiť riadenie.
Nájsť kompromis
Na ovládačoch malých elektrických vozidiel sa frekvencia zvyčajne pohybuje medzi desiatkami a niekoľkými desiatkami tisíc cyklov za sekundu. Výber sa vykonáva na základe nasledujúcich faktorov:
- teplota tranzistorov vysokovýkonného ovládača;
- teplota motora pri stabilnej rýchlosti;
- hluk, najmä pri nízkej rýchlosti;
- Kvalita jazdy pri maximálnej rýchlosti.
Tipy pre servis.
Zmeňte frekvenciu pulzovania len v prípade, ak máte na to konkrétny dôvod a máte spôsob, ako merať teploty. Pôvodné nastavenie ovládača zodpovedá obvykle konštrukcii jeho výkonnostnej časti.
Často kladené otázky
Prečo môj motor vydáva pískavý zvuk pri nízkej rýchlosti?
Rozdelenie (vlnového signálu) mierne vibruje vinutia. Ak je jeho frekvencia v rozsahu počuteľných frekvencií, je počuteľná, najmä pri nízkej rýchlosti, keď je ostatné prostredie tiché. Vyššia frekvencia znižuje tento pískavý zvuk, ale za cenu o niečo vyššej teploty ovládača.
Je vyššia frekvencia vždy lepšia?
Nie. Znižuje pulzácie a hluk, ale zvyšuje straty v regulátore. Po dosiahnutí určitého bodu regulátor viac zahrievaný, čo však neprináša výrazné výhody pre motor.
Zmení sa dojazd pri zmene frekvencie pulzovania?
Niečo: Presúva straty energie medzi ovládačom a motorom. Správne zvolená hodnota pre danú kombináciu ovládača a motora minimalizuje celkové straty. Tento efekt je však menší v porovnaní s efektom otáčok a štýlu jazdy.