为什么使用 PWM 来控制直流电机速度而不是使用可变电阻?

电器工程 发动机 直流 脉宽调制
2022-01-29 17:29:40

我的问题是最后(改变速度)我们在 PWM(脉冲宽度调制)和可变电阻情况下控制直流电机的输入电压。选择PWM以获得更好的精度或不消耗额外功率的唯一原因是什么?如果这是使用 PWM 设备进行简单演示似乎很奇怪的唯一原因。

3个回答

功率效率 电机的感应将导致电流平均。同时,PWM 模式下的晶体管具有非常低的阻抗,因此具有低电压降和低功耗。在串联电阻的情况下,串联电阻会消耗大量功率。

速度控制行为 使用 PWM,电机将“看到”非常低的电源阻抗,即使电源不断在高电压和低电压之间切换。结果是电机具有更高的扭矩。使用串联电阻时,电动机的电源将非常弱,并且很容易使转子失速。

控制电路 对于控制电子设备(例如微控制器),打开/关闭晶体管非常容易。输出模拟电压或控制串联电阻需要更昂贵的电路,进而会导致更多的功耗。

我们绝对可以用电位器控制电机的速度,但这会以电阻器上的热量形式浪费功率和能量,因为串联电阻器确实会产生电压降,因此会产生热量损失。

拥有 PWM 意味着您没有串联电阻,这意味着没有热量形式的浪费。我们只是在开和关之间穿梭电机,平均值为我们提供电压。所以,不存在电力浪费。

12V 电源的占空比为 0.5,平均电压为 6V,并使用开关控制速度。

更好的精度是有争议的;电机充当滤波器并使用输入电流的平均值(或与之相关的东西)来移动;所以用恒定电流(电阻情况)或PWM供电真的没关系。也许是更好的多功能性而不是精度。

不消耗额外功率是一个原因,也许与我认为是使用 PWM 的主要原因有关:使用 PWM 从微控制器单元控制电机很容易;只需编写一个计数器来生成 PWM 并将输出连接到电机驱动器(它为电机提供实际功率,并且还具有控制和电源分离的优势)。

PWM 使使用微控制器来驱动电机成为可能,从而提供了巨大的多功能性。否则演示会过于简单(启动、停止、加速、减速,电位器就像油门一样)。