Dlaczego PWM jest używany do kontrolowania prędkości silnika prądu stałego zamiast stosowania zmiennej rezystancji?

Moje pytanie jest na końcu (aby zmienić prędkość) kontrolujemy napięcie wejściowe silnika prądu stałego zarówno w PWM (modulacja szerokości impulsu), jak i w przypadku zmiennej rezystancji. Czy to jedyny powód, aby wybrać PWM, aby uzyskać lepszą precyzję lub nie zużywać dodatkowej mocy? Jeśli to jedyny powód, wydaje się dziwne używanie sprzętu PWM do prostych demonstracji.

Efektywność energetyczna Indukcja silnika spowoduje średni prąd. Jednocześnie tranzystory w trybie PWM mają bardzo niską impedancję, a zatem niski spadek napięcia i niskie rozpraszanie mocy. W przypadku rezystora szeregowego duża część mocy jest rozpraszana w rezystorze szeregowym.

Kontrola prędkości obrotowej Dzięki PWM silnik „zobaczy” bardzo niską impedancję zasilacza, mimo że zasilacz stale przełącza się między wysokim a niskim napięciem. W rezultacie silnik ma znacznie wyższy moment obrotowy. Przy szeregowym oporze silnik odczuje bardzo słaby zasilacz i łatwo będzie utknąć wirnik.

Obwód sterujący W przypadku elektroniki sterującej (np. Mikrokontrolera) bardzo łatwo jest włączać / wyłączać tranzystory. Wyprowadzenie napięcia analogowego lub sterowanie rezystorem szeregowym wymaga znacznie droższych obwodów, a to z kolei spowoduje większe rozproszenie mocy.

Zdecydowanie możemy kontrolować prędkość silnika za pomocą potencjometru, ale marnuje on moc i energię w postaci ciepła na rezystorze, ponieważ szeregowy rezystor ma spadek napięcia, a zatem utratę ciepła.

Posiadanie PWM oznacza, że ​​nie masz szeregowego rezystora, co oznacza brak strat w postaci ciepła. Po prostu przerzucamy silnik między ON i OFF, a średnia daje nam napięcie. Nie ma więc marnotrawstwa energii.

Cykl roboczy 0,5 dla zasilania 12 V daje średnie napięcie 6 V, a za pomocą przełączania kontrolujemy prędkość.

Lepsza precyzja jest dyskusyjna; silnik działa jak filtr i wykorzystuje do przemieszczania się średnią wartość (lub coś z nim związanego) prądu wejściowego; więc naprawdę nie ma znaczenia, aby zasilać go stałym prądem (przypadek rezystancji) lub PWM. Może jest lepsza wszechstronność niż precyzja.

Brak zużycia dodatkowej mocy to jeden z powodów, być może związany z tym, który moim zdaniem jest głównym powodem korzystania z PWM: sterowanie silnikiem za pomocą PWM jest łatwe, powiedzmy, z jednostki mikrokontrolera; wystarczy zakodować licznik do generowania PWM i podłączyć wyjście do napędu silnikowego (co daje rzeczywistą moc do silnika, a także daje korzyść polegającą na oddzieleniu sterowania i mocy).

PWM umożliwia wykorzystanie mikrokontrolera do napędzania silnika, co daje ogromną wszechstronność. W przeciwnym razie demonstracje byłyby zbyt proste (start, stop, przyspieszenie, zwolnienie, z potencjometrem działającym jak przepustnica).