ทำไม PWM ถูกใช้เพื่อควบคุมความเร็วมอเตอร์ DC แทนที่จะใช้ความต้านทานผันแปร?

คำถามของฉันคือที่สิ้นสุด (เพื่อเปลี่ยนความเร็ว) เรากำลังควบคุมแรงดันไฟฟ้าอินพุตของมอเตอร์ DC ในทั้ง PWM (การปรับความกว้างพัลส์) และกรณีความต้านทานผันแปร เป็นเหตุผลเดียวที่เลือก PWM เพื่อให้ได้ความแม่นยำที่ดีขึ้นหรือไม่สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น? หากเป็นเหตุผลเดียวที่ดูเหมือนจะแปลกที่จะใช้อุปกรณ์ PWM สำหรับการสาธิตอย่างง่าย

ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน การเหนี่ยวนำของมอเตอร์จะทำให้กระแสถึงค่าเฉลี่ย ในเวลาเดียวกันทรานซิสเตอร์ในโหมด PWM มีอิมพีแดนซ์ต่ำมากจึงทำให้แรงดันไฟฟ้าตกและการกระจายพลังงานต่ำ ในกรณีของตัวต้านทานแบบอนุกรมกำลังไฟมากจะกระจายไปในตัวต้านทานแบบอนุกรม

พฤติกรรมการควบคุมความเร็ว ด้วย PWM มอเตอร์จะ 'เห็น' ความต้านทานของแหล่งจ่ายไฟที่ต่ำมากถึงแม้ว่าแหล่งจ่ายไฟจะสลับระหว่างแรงดันสูงและต่ำอย่างต่อเนื่อง ผลลัพธ์ก็คือมอเตอร์นั้นมีแรงบิดที่สูงกว่ามาก ด้วยความต้านทานแบบอนุกรมมอเตอร์จะพบกับแหล่งจ่ายไฟที่อ่อนแอมากและมันจะง่ายต่อการหยุดโรเตอร์

วงจรควบคุม สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม (เช่นไมโครคอนโทรลเลอร์) มันง่ายมากที่จะเปิด / ปิดทรานซิสเตอร์ การส่งเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าแบบอะนาล็อกหรือการควบคุมตัวต้านทานแบบอนุกรมต้องใช้วงจรที่มีราคาแพงกว่ามากและในทางกลับกันจะทำให้การกระจายพลังงานมากขึ้น

เราสามารถควบคุมความเร็วของมอเตอร์ด้วย Potentiometer ได้อย่างแน่นอน แต่สิ่งนี้เป็นการสิ้นเปลืองพลังงานและพลังงานในรูปของความร้อนทั่วตัวต้านทานเนื่องจากการมีตัวต้านทานแบบอนุกรมมีแรงดันตกจึงสูญเสียความร้อน

การมี PWM หมายความว่าคุณไม่มีตัวต้านทานในอนุกรมซึ่งหมายความว่าไม่มีความสูญเสียในรูปของความร้อน เราเพิ่งส่งมอเตอร์ระหว่างเปิดและปิดและค่าเฉลี่ยให้แรงดันกับเรา ดังนั้นจึงไม่มีการสิ้นเปลืองพลังงาน

มี 0.5 วัฏจักรหน้าที่สำหรับแหล่งจ่ายไฟ 12V, ให้ 6V กับค่าเฉลี่ยและใช้สวิตช์ที่เราควบคุมความเร็ว

ความแม่นยำที่ดีกว่าสามารถพิสูจน์ได้ มอเตอร์ทำหน้าที่เป็นตัวกรองและใช้ค่าเฉลี่ย (หรือบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับมัน) ของกระแสอินพุตเพื่อเคลื่อนย้าย ดังนั้นมันจึงไม่สำคัญว่าจะป้อนด้วยกระแสคงที่ (ตัวต้านทาน) หรือ PWM อาจจะเป็นความเก่งกาจที่ดีกว่าความแม่นยำ

การไม่ใช้พลังงานเพิ่มเติมเป็นเหตุผลหนึ่งอาจเกี่ยวข้องกับสิ่งที่ฉันคิดว่าเป็นเหตุผลหลักในการใช้ PWM: มันง่ายที่จะควบคุมมอเตอร์ด้วย PWM จากการพูดไมโครคอนโทรลเลอร์ยูนิต; เพียงเขียนรหัสตัวนับเพื่อสร้าง PWM และเชื่อมต่อเอาท์พุทกับมอเตอร์ไดรฟ์ (ซึ่งให้พลังที่แท้จริงกับมอเตอร์และยังให้ประโยชน์จากการควบคุมและแยกพลังงาน)

PWM ใช้ประโยชน์จากไมโครคอนโทรลเลอร์ในการขับเคลื่อนมอเตอร์ซึ่งให้ประโยชน์หลากหลายอย่างมหาศาล มิฉะนั้นการสาธิตจะง่ายเกินไป (เริ่มหยุดเร่งความเร็วเร่งความเร็วโดยมีโพเทนชิออมิเตอร์ทำหน้าที่เหมือนเค้น)