是的，这是非常不同的。单独的 PWM 驱动和电压驱动并没有太大的意义，但是当以这种方式组合时，您将获得显着不同的性能。

在电气方面，您可以将电机建模为电感器（绕组）、电阻器和电压源（EMF，与电机速度成正比）。与较高电压相比，当您施加较低电压时，您将：

• 通过电机绕组获得较慢的 \$dI/dt\$，从而降低扭矩
• 由于反电动势，最大速度较低

使用 PWM 和更高的电压，您将能够在相同的速度下实现更高的峰值速度和更高的扭矩。

没有真正的理由会在施加更高电压时损坏电机。电机损坏的原因是：

• 轴承过载（例如在推力轴承轴的轴上侧向推动）
• 轴承超速（主要取决于使用的油）
• 电刷电弧（由高速引起，并且在较小程度上还有较高的电流）
• 由于过热导致内部结构变形和分层

此外，过热或在非常高的电流下运行电机会由于磁饱和而导致扭矩（显着）降低。

如果您可以保证将电机保持在速度、扭矩和力的限制范围内，并对其进行适当的冷却，那么使用 PWM 在更高电压下运行它没有任何不利之处。

PWM 驱动的电机是降压转换器。就您的电路和电机构成良好的降压转换器而言，您的每个选项之间没有区别。

需要记住的一些事项：

在更高的电压下，可能在 \$1000V\$ 左右，绕组中的绝缘将会失效。\$20V\$ 太低了，不值得担心。

如果您的 PWM 频率对于电机的绕组电感而言太低，则每个 PWM 周期内的电流将发生显着变化，您将产生高转矩纹波，并且您不再拥有良好的降压转换器。性能和效率将受到影响。在极端情况下，您甚至可能无法让电机旋转。

与降压转换器一样，PWM 驱动器涉及晶体管和其他电路，这必然会引入额外的损耗。PWM 驱动的设计也更复杂，更难正常工作，实施成本更高等。其中一些损耗（例如，磁滞损耗）在电机内部，会导致更高的电机温度，即通常是电机性能的限制参数，而较高的温度会整体缩短电机的使用寿命。但是，您需要一个非常糟糕的设计才能使这些损耗接近您在直流时已经存在的损耗，例如绕组中的电阻损耗，因此 PWM 和直流驱动效率之间的差异并不大。

使用 PWM 时需要注意几件事。

首先，您的电机将看到的 PWM 电压将具有高频谐波。如果您使用直流电压，这些谐波会在您的电机中引入损耗。这意味着当使用 PWM 与 DC（所有其他条件相同）时，您的电机会变得更热。这如何影响电机的寿命取决于很多事情。电机领域有一条非常粗略的经验法则，即电机线圈温度每升高 10°C，电机绝缘层的寿命就会减少一半。您必须使用您正在使用的 PWM 驱动器对电机进行额定值测试，以降低电机的额定功率或告诉您在铭牌额定值下使用 PWM 会变热多少。不过，大多数人真的有能力做这个测试。

其次，假设您正在谈论像您的示例（5V-20V）这样的低电压，那么增加的电压本身可能不会对绝缘寿命产生太大影响。显然它取决于电机，但通常电机中的绝缘可以在短时间内承受至少 1000 V 的电压。鉴于 PWM 导致的电压尖峰，这意味着您不必担心绝缘寿命的缩短，直到您谈论额定电压为 ~ 400V-600V 或更高的电机。PWM 的较高电压可能会影响电刷寿命，但如果不进行测试，这真的很难说。