一、问题：

在做某个电机驱动项目时发现驱动频率为1k时电机的噪音较大，当把电机频率提升到15k时，电机的声音噪音小了，感觉很疑惑，不知道电机频率提高对电机有没有其他影响。

二、PWM:

PWM即脉冲宽度调制，PWM调速就是在固定的频率下，通过控制电力半导体器件在一周期内的开通与关断时间（调节占空比），调整直流电机两端的电压大小，从而调节电机转速。PWM调速具有控制方便、调速平滑、响应速度快等优点，因此在直流电机调速领域中被广泛采用。PWM调速主要靠电压的调整，而电压的变化对直流电机的转矩、机械特性也会造成影响。为研究这种影响的变化规律，设计直流电机驱动电路进行实验，通过调节PWM波的占空比和频率来进行对比试验，然后对实验数据分析计算，得到PWM调速对电机运行特性的影响。

 

三、人耳能听到的频率

正常人耳能听见的频率范围是20Hz到20000Hz。相同强度的声音如果频率不同，人们听起来感觉响度是不一样的。人耳听声音最敏感的频率是3000到4000Hz。

 

四、直流电机运行特性:

直流电机的运行特性主要包括转速特性、转矩特性、机械特性（转速-转矩特性）及效率特性。

（1）转速特性

转速特性是指在额定电压和额定电流的情况下，电机的转速n与电枢电流Ia之间的关系。

在低占空比时，由于电压和电流变化较小，电机转速很小，当占空比超过一定值时，电压和电流均升高，在这一阶段转速开始上升，在占空比较高时，电机的电流和电压接近额定值，这时转速缓慢上升，直到达到最大值。

（2）转矩特性

转矩特性是指在额定电压和额定电流下，电机的转矩Te与电枢电流Ia之间的关系。

根据转矩公式

转矩主要由电机电流决定，因此转矩的变化趋势与电机电流相似，在低占空比时，转矩很小，随着占空比增加转矩也增加，在高占空比时，转矩逐渐趋于稳定。

（3）机械特性

机械特性作为电机一个重要的特性，是指电机在额定电压和额定电流情况下，转速与转矩之间的关系。

电机的机械特性与转速和转矩有关，计算时设空载转速为定值，因此机械特性主要决定因素为转矩。在低占空比时，转矩很小，机械特性最好，随着占空比增加转矩增加，机械特性逐步减小，在高占空比时，转矩逐渐趋于稳定，机械特性也趋于稳定。

 

五、结论

（1）查询资料获知，PWM频率需大于1KHz，才能稳定地控制电机。

（2）PWM波的占空比对运行特性的影响：电机转速与转矩变化趋势相似，在低占空比时，转速和转矩很小，当占空比超过一定值时，转速和转矩增加，在高占空比时，转矩逐渐趋于稳定；而机械特性在低占空比时最好，随着占空比增加机械特性逐步降低。

（3）PWM波的频率对运行特性的影响：随着频率增加电机运行的抖动和噪声减小，但综合硬件设计，使用PWM控制电机时，应选取合适的频率。

（4）选择高的PWM频率还可以使电机运行的噪声得以减小，这是因为现在的无刷电调普遍采用10KHz左右的PWM频率,这个频率正好在人耳能听到的频率,因而即便是在电机转速很低的情况下也会发出很大的声响。使用高PWM频率驱动的电机则可以避免上述情况，如果配合优良的电机就完全可以使做到几乎无声的运行。同时高的PWM还有助于电机效率的提高。