Warum erzeugen Motoren (DC) ein Summen, wenn ein PWM mit niedrigem Tastverhältnis an sie angelegt wird?
Einmal habe ich eine PWM mit einem Tastverhältnis von 10% auf einen Getriebemotor angewendet und er bewegte sich nicht. machte nur ein summendes Geräusch. Was macht ein niedriger Arbeitszyklus mit einem Motor, der ihn zum Summen bringt?
Wenn Sie einen Motor mit einem PWM-Signal antreiben, schalten Sie ihn im Grunde nur sehr schnell aus und wieder ein. Wenn sich der Motor währenddessen bewegt, glättet seine Trägheit (zusammen mit der Wicklungsinduktivität) das PWM-Signal, sodass die Drehzahl des Motors proportional zur durchschnittlichen Betriebszeit des Motors ist.
Wenn Sie einen sehr niedrigen Arbeitszyklus verwenden, bedeutet dies, dass der Motor in jedem Zyklus nur für eine sehr kurze Zeit eingeschaltet wird. Wenn die dem Motor zugeführte durchschnittliche Leistung zu gering ist, um die Reibung und jegliche Belastung der Motorwelle zu überwinden, wird der Motor stehen bleiben. Im Fall von PWM wird es immer wieder eingeschaltet, blockiert und dann wieder ausgeschaltet, wodurch es im Wesentlichen mit der PWM-Frequenz vibriert. Wenn diese Frequenz gut im hörbaren Bereich für Menschen liegt (irgendwo zwischen ~20 Hz und ~20 kHz), werden Sie diese Vibration als summendes Geräusch hören.
Der Rotor vibriert im Magnetfeld, das ein- und ausgeschaltet wird. Sie schalten es ein, es versucht sich zu drehen, kann sich aber nur ein kleines Stück bewegen, bevor Sie das Feld wieder ausschalten, und an welchem Punkt es wieder aufhört, sich zu bewegen. Es vibriert hin und her. Das kann jede Luft um sich herum bewegen, aber auch den ganzen Motor - Newtonsches Gesetz: Jede Aktion hat eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion! Wenn der ganze Motor vibriert, vibriert die Luft um den Motor herum und macht Geräusche!
Versuchen Sie, den Motor auf eine hohle Kiste zu stellen, dies verstärkt die Vibrationen des Stators und das Geräusch wird lauter. Umgekehrt auf etwas wie ein Stück Gummi drücken und das dämpft die Vibrationen - es wird leiser.
Der Strom fließt hin und her durch die Motorspulen und erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, das wiederum mechanische Mikrovibrationen erzeugt, die den Ton erzeugen.
Ich hatte dieses Problem schon einmal. Ich habe es gelöst, indem ich die PWM-Frequenz auf eine unhörbare Frequenz (über 20 kHz) erhöht habe. Es ist einfach in Arduino zu machen, wo Sie es auf 62 kHz einstellen können. Google nach "Arduino Fast PWM". Hoffe das hilft.
Es gibt mehrere mögliche Ursachen für das Summen. Wenn sich das Magnetfeld in den Spulen umkehrt, werden die Spulenplatten (Motorspulen sind normalerweise gestapelte Platten, um Hystereseeffekte zu reduzieren) ruckartig bewegt und bewegen sich leicht gegeneinander. Bei Motoren mit mehr Schlupf (unpräzise Bearbeitung) besteht die Möglichkeit, dass die Spulen leicht gegen die Lagerstange schaukeln, wenn sich die Magnetkräfte umkehren. Der Spulenplattenstapel kann sich aufgrund der angelegten und gelösten Kompression ausdehnen und zusammenziehen, wenn das Feld angelegt und gelöst wird. Beachten Sie, dass es leise Motoren gibt, die normalerweise mit sehr engen Toleranzen bearbeitet und montiert werden, sodass diese Vibrationseffekte viel weniger Gelegenheit haben.
Höchstwahrscheinlich handelt es sich bei dem Gleichstrommotor, von dem Sie sprechen, um einen Getriebemotor. Zahnräder haben ein Spiel zwischen den Zähnen, um eine Schmierung zu ermöglichen und eine Beschädigung der Zähne zu verhindern. Bei niedriger PWM liefern Sie gerade genug Strom, um die Zähne dazu zu bringen, sich über ihr Spiel zu bewegen und den Gegenzahn zu berühren. Das ist der Grund für das Geräusch.
user_1818839
Andi aka
AHB
alex.forencich