DCモーターの周波数を計算する

PWMを使用してH-Bridge MosfetでDCモーターを駆動しています。問題は、どの周波数を使用すべきか正確にわからないことです。

1- DCモーターは最高のパフォーマンスを得るために非常に特定の周波数を持っていますか、それとも動作可能な周波数の範囲を持っていますか？

2-動作可能な高周波数または低周波数のDCモーターを使用するとどうなりますか？私はそれを傷つけていますか？（私はそれをやったので、高い周波数ではモーターがzzzzのような奇妙な音を出し、低い周波数では揺れています）

• （おそらく）ブラシ付きDCモーターに供給されるPWM周波数は、コイルの機械的慣性とインダクタンスの組み合わせが各パルスの機械的インパルスを滑らかにするのに十分であるように十分に高い必要があります。この最小値はモーターごとに異なります。周波数が低すぎると、モーターの動きが一連のジャークまたはガラガラとして認識されます。

• スイッチングデバイス（MOSFET、その他）と接続配線がスイッチング損失で大きな電力を浪費しないように、周波数はそれほど高くする必要はありません。周波数が高すぎると、効率が低下します。この最大値は、スイッチングメカニズム、モーターへのワイヤの長さ、駆動電圧（より高い電圧=スルーレートの制限）、シールド、おそらくいくつかの他の要因によって異なります。

• 周波数は、可能であれば、オーディオスペクトルを避ける必要があります.20 Hz未満（実際に大規模なモーターを除いては良いアイデアではありません）または20 KHzを超えるため、巻線の磁歪振動または機械的ローターの交感神経振動は聞こえません人間によって。

• これらすべてに加えて、特定のモーター+負荷+取り付けの組み合わせは、特定の温度で共振周波数を持ちます。これは一般的なモーターPWMに適用される20 KHz +ほど高くない可能性がありますが、特定の種類の固定取り付けは実際に超音波共振周波数に達する可能性があります。PWM周波数が共振周波数と一致する場合、共振振動によりモーターが制御不能に振動する可能性があります。これが、ゴム/ナイロン/エラストマーバッファーが一般的にモーターマウントに適用される理由です。

ただし、この最後の問題はやや自己硬化性です。これは、少しの共振振動の後、取り付けが硬い金属製の取り付けである場合でも、取り付けが摩耗する傾向があり、これにより共振周波数が変化するためです。

少なくとも、モーターが平均値を「認識」し、個々のパルスに反応しないように、周波数を使用する必要があります。これは通常、数100 Hzです。

ただし、モーターが気にしない他の効果がありますが、可能性があります。巻線内のワイヤの個々のセクションは、PWM周波数でわずかに振動することがあり、可聴な泣き声を引き起こします。これが多くのモーターが約25 kHz PWMで駆動される理由です。これはほとんどの人の聴覚を上回っているからです。25 kHzは40 µsのパルスを意味しますが、これは十分に長いため、ほとんどの適切に設計された回路でスイッチング損失が小さくなります。