这个马达电路中，电容C23的作用？

elec32156

这个马达电路中，电容C23的作用？ [复制链接]

如图，实际验证发现，C23这颗22UF电容，如果去掉的话，马达振感会减弱很多，请问是什么原理？ 马达采用PWM信号控制震动强弱模式，PWM的周期为62us. 个人理解，电容在这个地方应该是起到稳压平滑作用的，MOS管开启后，电机启动瞬间电流会很大，电容会充电从而将脉冲吸收掉一部分，但是是怎么影响到马达振动强度的呢？望前辈指点，谢谢。

chunyang

振动靠的是机械结构实现，比如偏心轮之类，去看看实物就该知道。想增强振动，除机械结构外，电激励频率要和结构自身的固有频率发生共振才行。那几个电容的用法估计是想降低电机的电刷火花干扰，如果电机是小型有刷直流永磁电机，那么这么做是有效的。至于影响振动程度，这纯属巧合，前面说了共振问题，差一点，幅值就差远了。但在不同的机械结构下，你反而会观察到去掉电容，振动反而加强的现象，固有频率才是关键。

elec32156

chunyang 发表于 2017-3-14 15:27
振动靠的是机械结构实现，比如偏心轮之类，去看看实物就该知道。想增强振动，除机械结构外，电激励频率要和 ...

这颗电容的存在与否，影响的不是一点点，除了振感体验差别很大外，实际测试功耗，加电容的情况500mA左右，不加电容约260mA左右. 相差接近一倍啊.另外如果去掉电容，电机很难转动，多数情况下需要借助外力拨动才能转动，这跟固有频率应该没什么关系吧？

gmchen

2楼提到共振,这是所有机械振动的大关键.建议楼主作以下实验:慢慢改变PWM信号的频率同时观察振动情况，可以看到共振点频率。

chunyang

elec32156 发表于 2017-3-14 17:35
这颗电容的存在与否，影响的不是一点点，除了振感体验差别很大外，实际测试功耗，加电容的情况500mA左右 ...

对于PWM处于低占空比时，该电容的储能放电当然有助于电机的转动，等于在电机回路里加了一级积分环节。而振动的强弱跟谐振有关，前帖已经讲过。

elec32156

chunyang 发表于 2017-3-15 16:24
对于PWM处于低占空比时，该电容的储能放电当然有助于电机的转动，等于在电机回路里加了一级积分环节。而 ...

根据你的理解，有两个问题想再请教下：
1. 前面你讲到振动强度增加，这纯属巧合，是什么意思？实验现象是，电容的影响是100%的.
2. 固有频率跟转子（偏心轮）振动的频率靠近时振动强度才会增加，这个我也认同，但是这个电容的存在与否，会影响到转子的振动频率吗？是怎么影响的呢

百变honey

各位大神，C24，C25与C23作用相同吗？另外C16-C22全是用来滤波吗？

elec32156

自己试着又分析了下，之所以加上22UF电容后振感增强，原因如下，不知道分析的正不正确，还请前辈们指点：
当22UF电容不在的时候：
由于PWM的占空比为1:6，当马达启动的时候，前面10us的时间内，马达会产生一个反向电动势阻碍电流增加，所以电流是慢慢增加的，而马达的起振需要的电流很大，因为要克服其静止的惯性，当电流还没有达到能让马达转动起来的程度时，10us已经结束，PWM划向低电平，MOS突然断开，导致马达的电流会瞬间变得很小，因为通路上阻抗瞬间变得非常大（当然，因为电流不能突变，所以会产生比较大的感应电动势），在后面的50us内会一直减小。如此循环，导致马达一直无法起振。而当我们用手拨动马达偏心轮的时候，马达可以顺利转动起来，是因为借助外力克服了其惯性，此时不需要那么大的电流就可以转动了。但是因为电流一直比较小，所以震感一直比较弱。
而当22UF电容贴上的情况下，VBAT首先会给电容充电，同样10us结束后，马达的电流并不会很快减小，因为22UF会继续对其进行充电，电流还会继续增加，此时达到马达的起振电流了，马达顺利转动起振。而且在PWM的后50us内电流也不会像前面那种情况瞬间变得很小，因为22UF电容给其提供了一个电流泄放路径，就是给电容充电，此时电容极性反转。如此一来，只要C23在位，电流就不会降到很低，所以震感会明显增强。
以上啰嗦了这么多，哪里理解的不正确的，还请大神指点。感激不尽！

chunyang

elec32156 发表于 2017-3-15 18:07
根据你的理解，有两个问题想再请教下：
1. 前面你讲到振动强度增加，这纯属巧合，是什么意思？实验现象 ...

A1：如果参数不是特别选择的话，振动强度未必会增加，所以需要选择参数，即电容的容量要根据电机参数在一定范围内进行选择，过大、过小都不行。
A2：电容两端的电压不会突变，这将导致电机上电、断电的沿变得平缓，而电容储存的电量会在驱动MOS管关闭时继续为电机提供能源，这将改变电机转速的变化规律，该规律一旦与偏心振动机构的固有频率相近，则振动将被大大增强。
还不理解的话，在纸上作业把波形图划出来。

chunyang

elec32156 发表于 2017-3-16 16:32
自己试着又分析了下，之所以加上22UF电容后振感增强，原因如下，不知道分析的正不正确，还请前辈们指点：
...

电机启动需要的能量较大，如果PWM驱动的能量不能满足自然就不能启动。加上电容后，在MOS管导通期间，因回路阻抗较低，电容会被迅速充电，而MOS管关闭时，电容释放能量维持电机旋转，只要在电容能量释放完成之前MOS管再次导通，那么电机就能启动并维持旋转。即使不要电容，仅用PWM驱动也可以使电机启动甚至达到共振，但这时要求PWM波形的占空比必须提高，且对共振点的选择难度加大。