5. Zvlnění proudu a tři schémata spínání
Motor vidí střední hodnotu, ale proud kolem ní kmitá. To kmitání je zvlnění a stojí peníze: přidává do efektivního proudu, takže topí ve vinutí i ve spínačích, a přitom nepřidává žádný moment.
Referenční číslo
IR0 = Usběrnice · TL = UsběrniceL · fspkolik by proud stihl za celou periodu
Všechna zvlnění se pak dají napsat jako zlomek téhle jedné veličiny. Jsou tři způsoby, jak můstek řídit, a liší se dramaticky:
| schéma | zvlnění | nejhorší případ |
|---|---|---|
| unipolární hranové (spíná jedna větev) | D(1−D)·IR0 | IR0/4 při D = 0,5 |
| unipolární středové (spínají obě, souměrně) | D(1−D)·IR0/2 | IR0/8 při D = 0,5 |
| bipolární (locked antiphase) | (1−D′²)/2·IR0 | IR0/2 při nulovém výstupu |
hranové 192 mA · středové 96 mA (přesně polovina) · bipolární 384 mA. Všimni si, kde má bipolární maximum: uprostřed, tedy tam, kde je výstupní napětí nulové a motor stojí.
Kde se to v nástroji ověřuje. Zvlnění se počítá třemi
nezávislými cestami, které nesdílejí ani řádek: uzavřeným vzorcem z tabulky výš, přesným
exponenciálním řešením rovnice motoru po úsecích, a Rungeho–Kuttovou integrací napsanou zvlášť
v testovacím souboru. Shodují se na šest platných míst.
Čím zvlnění zmenšit
- Vyšší frekvence — zvlnění klesá lineárně. Platí se spínacími ztrátami (kapitola 6).
- Větší indukčnost — taky lineárně. Buď motor s víc závity, nebo přidaná tlumivka v sérii. Platí se tím, že proud pak hůř sleduje povely (kapitola 8) a tlumivka něco váží.
- Středová modulace — polovina zdarma, jen za trochu složitější časovač.
- Nižší napětí sběrnice — ano, ale tím se ztrácí maximální rychlost.
Nulová indukčnost není idealizace, je to nesmysl. Kdyby L bylo nula,
zvlnění by bylo nekonečné a ustálený stav by neexistoval. Nástroj to hlásí místo toho, aby vrátil
číslo — ideální cívka se stejnosměrným napětím integruje donekonečna. Motor s velmi malou
indukčností (třeba coreless) proto skoro vždycky potřebuje přidanou tlumivku.