Calcular la frecuencia del motor DC

Estoy conduciendo un motor DC con H-Bridge Mosfet usando PWM. El problema es que no sé exactamente qué frecuencia debo usar.

1- ¿Los motores DC tienen una frecuencia muy específica para su mejor rendimiento o tienen un rango de frecuencias con las que pueden trabajar?

2- ¿Qué sucede si trabajo con un motor de CC con frecuencia más alta o más baja con la que puede funcionar? ¿Estoy dañando eso? (Porque lo he hecho y con mayor frecuencia mi motor hace un ruido extraño como zzzz y con menor frecuencia está temblando)

• La frecuencia PWM suministrada a un motor de CC cepillado (presumiblemente) debe ser lo suficientemente alto como para que la combinación de inercia mecánica e inductancia de las bobinas sea suficiente para suavizar los impulsos mecánicos de cada impulso. Este mínimo diferiría de un motor a otro. Una frecuencia demasiado baja, y el movimiento del motor se percibirá como una serie de sacudidas o un traqueteo.

• La frecuencia no debe ser tan alta que el dispositivo de conmutación (MOSFET, otro) y el cableado de conexión no desperdicien una potencia significativa en las pérdidas de conmutación. Una frecuencia demasiado alta y la eficiencia disminuirá. Este máximo diferiría según el mecanismo de conmutación, la longitud de los cables al motor, el voltaje del variador (voltaje más alto = limitaciones de velocidad de rotación), blindaje, quizás algunos otros factores también.

• La frecuencia debe, si es posible, evitar el espectro de audio: por debajo de 20 Hz (no es una buena idea, excepto para motores realmente masivos) o por encima de 20 KHz, para que no se escuche la vibración magnetoestrictiva en los devanados o la vibración simpática en el rotor mecánico. por los humanos

• Además de todo esto, una combinación específica de motor + carga + montaje tendrá una frecuencia resonante a una temperatura dada. Si bien es probable que esto no sea tan alto como los 20 KHz + aplicados para el motor PWM típico, ciertos tipos de montaje rígido pueden alcanzar frecuencias de resonancia ultrasónica. Si la frecuencia PWM coincide con la frecuencia resonante, las oscilaciones resonantes pueden hacer que el motor vibre sin control. Es por eso que los tampones de goma / nylon / elastómero se aplican comúnmente para montajes de motores.

Sin embargo, este último problema es autocurable, ya que después de un poco de oscilación resonante, el montaje tiende a ceder / desgastarse, incluso si es un montaje metálico rígido, y esto cambia la frecuencia resonante.

Como mínimo, debe usar una frecuencia para que el motor "vea" el promedio y no reaccione a los pulsos individuales. Eso suele ser unos 100 Hz.

Sin embargo, hay otros efectos que al motor no le importan pero a usted sí. Las secciones individuales de cable en los devanados pueden vibrar ligeramente con la frecuencia PWM, lo que provoca un sonido audible. Es por eso que muchos motores funcionan a unos 25 kHz PWM, ya que eso está por encima de la audición de la mayoría de las personas. 25 kHz significa pulsos de 40 µs, que todavía es lo suficientemente largo como para que las pérdidas de conmutación sean pequeñas para la mayoría de los circuitos bien diseñados.