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Effet de la fréquence PWM sur le bruit du moteur

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Effet de la fréquence PWM sur le bruit des moteurs synchrones à aimant permanent

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Effet de la fréquence PWM sur le bruit des moteurs synchrones à aimant permanent

De nombreuses applications utilisant des moteurs miniatures synchrones à aimant permanent exigent de faire fonctionner les moteurs à plus d'un point de charge ou à travers des cycles de charge spécifiques. Le fonctionnement du moteur à des points de charge utilisables nécessite une source d'alimentation variable et contrôlable, ce qui peut être réalisé par des alimentations à régulation linéaire continue ou par la modulation de largeur d'impulsion (MLI). La MLI est une technique utilisée pour faire varier la tension effective appliquée à un moteur synchrone à aimant permanent en activant et désactivant la tension d'alimentation à un rythme rapide. La fréquence de ces impulsions de tension peut varier de quelques centaines de Hertz à plusieurs kilohertz, en fonction des exigences de l'application. Or, la fréquence PWM a un impact direct sur le bruit acoustique généré par le moteur.

Quel est l'impact de la fréquence PWM sur le bruit des moteurs synchrones à aimant permanent ?

L'effet de la fréquence PWM sur le bruit des moteurs synchrones à aimants permanents peut être expliqué en comprenant le mécanisme sous-jacent de génération de bruit dans les moteurs. Les moteurs synchrones miniatures à aimant permanent produisent du bruit en raison de l'interaction entre le champ magnétique et la structure mécanique du moteur. La commutation du courant dans les enroulements du moteur, qui est contrôlée par le signal PWM, peut également contribuer à ce bruit.

À des fréquences MLI plus basses, la commutation du courant dans les enroulements du moteur est plus lente, ce qui entraîne un bruit acoustique plus prononcé. Cela est dû au fait que le champ magnétique du moteur souffre d'une plus grande instabilité en raison de la commutation plus lente, ce qui crée davantage de vibrations dans la structure mécanique du moteur. En revanche, à des fréquences PWM plus élevées, la commutation du courant est plus rapide, ce qui entraîne un bruit moins audible. Dans ce cas, le champ magnétique est moins instable et crée moins de vibrations dans la structure mécanique du moteur.

La fréquence du PWM influe également sur l'ampleur du bruit mécanique produit par les moteurs synchrones miniatures à aimant permanent. Plus la fréquence est élevée, plus l'amplitude du bruit est faible. Cette relation s'explique par l'inertie du moteur et sa réponse aux signaux PWM. Lorsque la fréquence est basse, le moteur a tendance à répondre lentement et irrégulièrement aux signaux, ce qui entraîne un fonctionnement saccadé et bruyant. En revanche, lorsque la fréquence est élevée, le moteur réagit rapidement et en douceur aux signaux, ce qui se traduit par un fonctionnement plus silencieux et plus stable.

Outre la réduction du bruit mécanique, l'augmentation de la fréquence PWM présente également d'autres avantages :

Un meilleur rendement. Un signal PWM à haute fréquence réduit les pertes de puissance du moteur, améliorant ainsi son rendement global.

Fonctionnement plus souple. Une fréquence PWM plus élevée se traduit par des mouvements plus fluides et moins de vibrations, ce qui rend le moteur idéal pour les applications de précision.

Réduction de l'élévation de température. Un signal PWM haute fréquence réduit l'augmentation de la température du moteur, réduisant ainsi le risque de dommages thermiques.

Conclusion de l'étude

La fréquence PWM a un impact significatif sur le bruit généré par les moteurs synchrones à aimant permanent. Une fréquence plus élevée se traduit par un fonctionnement plus régulier et plus silencieux du moteur, avec des avantages supplémentaires tels qu'un meilleur rendement, un fonctionnement plus régulier et une réduction de l'échauffement. C'est pourquoi il est recommandé d'utiliser une fréquence PWM plus élevée pour les applications où la réduction du bruit est un facteur crucial.

Nos ingénieurs peuvent vous aider à concevoir la bonne fréquence PWM et le bon rapport cyclique en fonction des exigences en matière d'ondulation du courant et de durée de vie, ainsi que d'autres besoins de l'application. Contactez-nous ici pour en discuter !