Switchförlusterna i transistorerna och drivsteg är proportioneliga mot switchfrekvensen i kvadrat. Alltså ska man hålla frekvensen så låg som möjligt av effektivitetsskäl. Däremot så kräver lägre frekvenser större passiva komponenter, vilka kostar mycket plats och pengar i installation. Kompromissen ligger någonstans mellan stor plats och stora förluster.
Nu resonerar jag lite på fri tass, rätta mig gärna:
Följande data kommer från en liten DC-motor (~80 W) jag laborerar med. Den elektriska tidskonstanten ligger på bråkdelens millisekund, närmare bestämt 0.17 ms. Den mekaniska tidskonstanten är däremot 4.7 ms (ca 30 ggr större). Om man lägger sin swithfrekvens (bärfrekvens för PWM-signalen) en bit över motors mekaniska brytfrekvens (här: ~200 Hz) så bör man hålla vridmomentripplet på en rimligt låg nivå. Vidare borde swithfrekvensen läggas ungefär vid den elektriska brytfrekvensen (här: ~6 kHz). Långsammare switchning mättar det eletriska lågpassfilter som motorn utgör. Högre switchfrekvens bör förvisso möjliggöra snabbare (elektriskt) gensvar i motorregleringen samt eventuellt medföra akustiska fördelar, men annars ser jag mest nackdelar i form av switchförluster och större EMI-utmaningar.
Not:
Elektrisk tidskonstant:
* Induktans genom inre resistans: L/R.
* I mitt fall: 70 µH / 0.41 Ohm = 0.17 ms.
(Elektro-)Mekanisk tidskonstant:
* Tröghetsmoment gånger inre resistans genom produkten av vridmomentskonstanten och motspänningskonstanten: J*R/(km*ke)
* I mitt fall är den direkt given som 4.7 ms.
* Går även bra att räkna ut med J=4.2*10^-6 kgm^2, R=0.41 Ohm, Ke=0.019 V/(rad/s), Km=0.0191 Nm/A, --> 4.745 ms
Exempelmotor:
Faulhaber 3257 012 CR (
datablad)
Edit: Hittade rätt formel.
