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Thema: PWM Motor Frequenz

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    PWM Motor Frequenz

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    Hallo,
    ich bin bei meiner Suche nach einer Formel für die PWM Frequenz (für DC Motor) bis dato leider erfolglos geblieben.

    Da ich mich nun mit C beschäftige, muss ich mich mit dem Datenblatt und den Registern des Atmel's vertraut machen. Dadurch verstehe ich auch erst einmal, was ich mit Bascom bisher kurz programmiert habe .

    Nun zu meiner eigentlichen Frage, der Frequenz:
    Es gibt sehr viele Threads darüber, jedoch meines Wissens nur mit Erfahrungswerten. Die Einen sagen bis 200Hz und ab 20kHz, die Anderen von 1kHz bis 5kHz. Wiederum Andere sind mit 10kHz bis 20 kHz sehr zufrieden. In einem Thread wurde von Manf eine Formel genannt, ich glaube Induktivität/Widerstand. Jedoch weiß ich nicht auf welche Bauteile sich das bezieht (Motor, Treiber, Freilaufdioden).

    Weiterhin wurde mir von Manf genannt, dass der Strom nicht allzu sehr schwanken sollte (der Effizienz halber). Also ist die Frequenz von dem Gesamtsystem (Schnelligkeit der TTL Schaltung) abhängig?
    Wie erhalte ich die Zeitkonstante der Motorwicklung?

    Mein Motor:
    http://www.roboternetz.de/phpBB2/ze....154&highlight=

    Motor Entstörung:
    http://www.roboternetz.de/phpBB2/zei...r+entst%F6rung

    Treiber: L298N

    Gibt es eine richtige Formel dafür, oder nur Erfahrungswerte?

    Gruß und Danke,
    Stefan

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von robocat
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    ich bin selber leider noch zu planlos, verwende im moment 2kHz für meine stepper, drehen tun sie sich, aber leider noch kein wirklicher durchblick, welche frequenz eigentlich die richtige wäre. aber vielleicht hilft dir das hier ein bissl weiter? (betrifft hier allerdings nur stepper)
    http://www.ti.et-inf.uni-siegen.de/L...-Schaetzen.pdf

  3. #3
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    http://www.ti.et-inf.uni-siegen.de/....-Schaetzen.pdf
    Das Bild auf Seite 9 unten beschreibt es ja ganz gut. Die Spule hat eine Zeitkonstante von 2ms.
    Die gewünschte Wirkung des Stroms, das Moment, ist dem Strom proportional. Das mittlere Moment ist auch porportional zum mittleren Strom.
    Die nicht so gewünschten elektrischen Verluste sind dem Quadrat des Stroms proportional. Die gemittelten Verluste dem gemittelten Verlauf des Quadrats des Stroms.
    Man soll also bei gewünschtem Mittelwert den Wert des Quadrats klein halten. Das heißt, man soll den Wert nicht zu stark schwanken lassen.

    Stellt man den PWM Wert auf 50% und schaltet sehr langsam, dann hat man beim Moment für die Hälfte der Zeit den doppelten Wert und sonst den Wert Null. Gemittelt ist das der Wert 1.
    Bei den Verlusten hat man gegenüber dem Soll-Wert (bei Gleichstrom) für die Hälfte der Zeit den vierfachen Wert und für die Hälfte der Zeit den Wert Null. Gemittelt ist es der Wert 2.
    Durch schnelleres Schalten kann man die Verluste bei gleichem Moment halbieren.

    Das gilt erst für die Frequenz unendlich. Kurz voher, bei einer Frequenz die dem Kehrwert der doppelten Zeitkonstanten entspricht hat man welche Verluste? Kleinere, genau, und es läßt sich weiter verringern. Beim Kehrwert eines Viertels der Zeitkonstanten ist es schon ganz gut. Sehr viel höher braucht man aus diesem Grund kaum zu gehen.
    Manfred

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Hessibaby
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    Meiner Erfahrung nach hängt die optimale (falls es diese überhaupt gibt) PWM-Frequenz sehr stark vom Aufbau des Motors ab. Bei kleinen Motoren bist Du zumeist mit niedrigen Freqs gut beraten und bei größeren mit höheren Freqs, allerdings, so meine Erfahrung, verändert sich das Motorverhalten über 5kHz nur noch unwesentlich.
    So, als Faustformel, bis 1A Stromaufnahme 500 - 600 Hz, bis 5A max. 2kHz und darüber testen.
    Gruß

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