DC reglering av fläkt 12 v

[Tisselhala]

Har två reglerenheter den ena pulserar 100Hz och den andra 15000 Hz, Jag har kopplat en fläkt och mätt rotationen vid olika genomsnittliga strömstyrkor dvs snittet av pulstågets levererade ström för respektive reglerenhet, Nu till frågan, Med samma uppmätta ström o spänning snurrar fläkten ca 30% snabbare när jag använder 15000Hz, Varför? Fläktmotorn är den enklast tänkbara som används som värmefläkt i traktorer i mitt fall Zetor, Effekte vid 12 V är 130W,

[Mindmapper]

Först och främst kan man fundera om det är ett mätfel. Är ditt instrument avsett att mäta vid 15kHz?
Skulle instrumentet visa lite för lite vid högre frekvenser drar du upp för att öka strömmen och vips har du en större ström än vad du tror.

Sedan har du en effekt av frekvensen som består i att vågen går från 0 till max sedan till 0 igen och upprepar detta i evigheter.
Om vi försöker dra en likhet med en nätdel så innebär en högre frekvens det som matar att reservoar kondensatorn inte hinner ladda ur så mycket tiden som vågen går ner mot 0. Eller om man vänder på det. Man kan ha en reservoarkondensator med lägre kapacitans om man har högre frekvens.

En kondensator och en spole (motorn) har båda egenskaperna att lagra laddning. Båda är reaktanser. Ström genom både kondensatorn och spolen lagrar energi. Om då spolen förbrukar mer energi än vad den förbrukar skulle den väl hinna få slut på energin den lagrat upp när 0 kommer. Vid högre frekvens hinner den aldrig ladda ur energin lika mycket.
Spolen lagrar sin energi i magnetfältet som försvinner ganska fort. Vet ej hur bra detta resonemang gäller. Förutsätter ju att motorn hinner ladda upp magnetfältet under strömtopparna. Det är i varje fall ett välkänt fenomen att en spole jämnar ut strömmen så att den ej varier så mycket. Hur stor denna egenskap är frekvensberoende vore intressant att få verifierat av någon duktig. Hur som helst så tror jag inte att detta frekvensberoende är så stor som 30%.

Då kan det vara en kombination av båda sakerna.

[Mindmapper]

Jag tar ett inlägg till. I det här fallet är ju styrningen gjord med en teknik som heter PWM, pulsbreddsmodulering. En rolig sak vore om du har ett oscilloskop. Att då ställa in 50% dutycycle. Dvs. att fyrkantvågen är hög lika länge som den är låg. Då tillför du 50% energi. Är vågen hög 75% av tiden tillför du motorn 75% energi. Mäter du då rotationen kan du se vilken av styrningarna som ger mest rotation. Alltså vilken frekvens som är effektivast.

Vet man att mätaren du använder visar rätt vid högre frekvens och vid fyrkantvåg skulle du kunna mäta spänningen. Halva matningsspänningen är med ett rättvisande instrument 50% dutycycle.
De flesta instrument är avsedda att ge rätt utslag vid låga frekvenser och sinusvåg. Ett instrument märkt med TRMS ska vara bättre än ett icke TRMS instrument. TRMS står för True RMS.

[Tisselhala]

Mätaren är en Brymen 525s och skall klara 20kHz. Skall koppla in ett oscilloskop och sätta pulsbbredden som du föreslår och återkommer med resultatet.

[Mindmapper]

Instrumentet ser ju rätt bra ut på papperet. Men man kan aldrig vara riktigt säker på hur det reagerar vid olika pulsformer.
Du kan koppla in instrumentet samtidigt med oscilloskopet. Mät om spänningen från instrumentet verkar överensstämma med den dutycycle du har.

[Tisselhala]

Har nu kopplat upp mig mot oscilloskopet och satt in pulsbredden 50% både 100 hz och 15000 hz. Kollat mot multimetern som visar i båda fallen D 50% så mätinstrumentet verkar ok vid båda frekvenserna
Resultat
100 hz 1850 rpm 5,2 A
15000 hz 1820 rpm 2,5 A
Här har jag mätt strömförbrukningen på labagregatet som kanske inte mäter rätt vid den högre frekvensen eller påverkas av motorns mot EMK.
Mäter jag mot ett effektmotsstånd får jag samma ström i båda fallen.
Jag har räknat på en RMS av Vpp x 0,707 (roten ur 0,5) vilket är en formel från nätet
Vad tror du är det motorn som orsakar missvisningen. Motorn låter mer på 100hz och verkar gå jämnare på 15khz vilket troligtvis är naturligt.

[Mindmapper]

Nice att få en indikation på att multimetern mäter bra.
Förmodligen labbaggregatets instrument som inte hänger med vid den frekvensen. Även om spänningen ut från labbaggregatet är stabil varierar ju strömmen med frekvensen på PWM.
När du mäter över motståndet i DC får du medelvärdet. Mäter du AC får du ripplet. Förmodligen har du mycket större rippel i 100Hz än vid 15kHz.

Om labbaggregatet och oscilloskopet är isolerat från nätet kan du koppla motståndet på - sidan och mäta med oscilloskopet över motståndet för att se hur spänningen över motståndet varierar med strömmen.
Är de inte isolerade från nätet kan du kortsluta - mot GND på oscilloskopet. GND på ett nätanslutet oscilloskop är kopplat till jord i vägguttaget PE. I de flesta fall är labbagregatet isolerat och då är det inget problem att ansluta - mot GND på oscilloskopet.

Om du har ett tvåkanals oscilloskop kan du mäta spänningen på var sin sida om motståndet med en kanal på ena sidan och den andra kanalen på andra sidan motståndet. Du är ju egentligen inte ute efter att se spänningen på var sin sida av motståndet. Det du är ute efter är att se spänningen över motståndet. Det kan du göra genom att ställa in kanal 1 - kanal 2 på oscilloskopet. Du ser då skillnaden mellan kanal 1 och 2, dvs spänningen över motståndet.

Genom att göra på detta sätt kan man mäta spänningar som inte är i förhållande till GND. Mycket användbart för t.ex strömmätning över motstånd men även vid mätning i svetsar och omriktare. Bra att ha riktiga probar så att man ej riskerar att kortsluta något när man mäter. eMed multimetern kan du se hur stor variationen på strömmen är i AC läget. Med oscilloskopet så ser du ju inte bara variationen utan också hur strömmen ser ut. Kan ibland vara viktigt att se ringningar och eller transienter, som kan ge indikationer på felaktiga komponenter mm.