极慢速电动机

一位顾客问：

我想将小型的业余直流电动机的速度降低到用户变量范围，该范围从慢速到零RPM。我只需要使用壁式电源适配器和电位计来设置速度，但是电动机上的负载可能会略有变化。尽管电动机上的阻力将非常低，但是如果该阻力确实发生变化，我希望电动机的速度保持稳定。

几个人告诉我为此使用PWM控制器，因为PWM的范围为0到100％。当然这不在RPM中。另一个人说，电动机可能不会适当减速，因为PWM上的赫兹额定值可能会很高，以至于允许这样做，或者是因为脉冲可能没有足够的强度来激发电动机，从而根本无法在电动机运动时使电动机运动速度设置为接近零。

我考虑过要使用步进电机，所以我看了一个用于Arduino套件的Adafruit电机/步进/伺服盾-v1.0，但是我对这些东西几乎一无所知，所以我也不知道这是否正确。

我想旋转一个旋钮，以从RPM的几个部分改变电动机的速度，直至达到“慢速” ...例如60 RPM？...也许？

哦...比较便宜而且设置简单也很好！

有什么想法吗？

直流电动机在低RPM时无法正常工作。它们失速并具有可怕的扭矩。（也就是说，它们不能转很困难），所以人们创造了齿轮电动机：带集成齿轮的电动机。结果看起来像是一台体积稍大的电动机，但其转速低且扭矩大。如果要拆开齿轮电动机的运行，您会看到电动机部分实际上以数千RPM的速度运行，但减速到最大60 RPM。

普通的专用伺服系统是标准的业余伺服系统，它具有一些附加的电子组件，但从根本上说是齿轮电动机。在任何出售机器人或多余电子产品的电动机的地方查看一下，您会看到几种不同的齿轮电动机可供选择。

直流齿轮电动机的控制与普通直流电动机一样，因此Arduino电动机屏蔽罩也可以正常工作。

典型电动机的转矩将根据电动机在每个换向器“阶跃”内的位置而随旋转而变化。这种变化的转矩使得很难以非常慢的速度平稳地转动电动机。

一种常见的补救方法是用短的电流脉冲击中电动机，其中每个脉冲脉冲足够长，以使电动机至少移动一个换向器步进。突发时间越长，电动机的性能就越可预测，但是输出越“不稳定”。请注意，有两种方法可以做到这一点：（1）在每次电流突增后让电动机续流；（2）每次爆破后对电动机进行动态制动。通常，使用方法1所需的功率要少得多，但是方法2可以提供更好的速度控制。请注意，在使用方法2时，电动机将在接通的大部分时间中消耗几乎全部的失速电流（并消耗其全部失速功率）。如果电动机的失速电流为1安培，运行电流为100mA，则以1％的占空比运行电动机是安全的，

如果您的目标是使电动机以大约正常速度的1％的良好可控速率运行，并且如果不关心功耗，则方法2可能不错。如果机械负载恒定，则方法1可能很好。否则，您可能需要一些电动机速度反馈。

一般而言，电位计不是控制直流电动机速度的理想选择，除非电位计非常小（认为消耗100 mA电流），因为电位计必须针对电动机所汲取的电流进行额定工作。此外，当您限制电流时，还会消耗电动机的功率。因此，在使用限流机制的低速情况下，您会发现它只能产生高速时扭矩的一小部分。

如前所述，直流齿轮电动机更适合于降低速度。另外，您也可以设计自己的齿轮链，但这并不划算。代顿生产价格合理的12V直流齿轮电动机，价格低至0.6RPM（IIRC）。

然后，如果您希望将额定速度用作最大速度，那么PWM速度控制器将非常方便。尽管adafruit电动机直流电动机控制的电动机护罩没有问题，但我确实更喜欢外部速度控制器，例如Solarbotics的L298紧凑型驱动器，用于大型直流齿轮电动机。

您的朋友是对的，每个电动机在可靠响应的最低PWM占空比方面将具有不同的特性。对于我的大多数电机而言，它似乎限制了约25-35％的占空比。

是的，另一种控制输出速度的出色方法是使用步进器。无论您选择什么，它都可以使您采取不连续的步骤。伺服器还可以让您采取离散的步伐，而价格较低的步伐往往会被限制在最小1度的运动范围内，并旨在从当前位置到定义位置尽可能快地运动。具有8倍微步进驱动器的标准200步步进电机将有效地为您提供约4倍的分辨率，因此可以进行更平滑，更小的增量。

步进电机非常适合您想做的事情。步进器的典型缺点是速度慢。但是考虑到您说您希望从慢到慢都可以

有类似ThinGap制造的“数字BLDC电动机”，这种电动机既轻巧，小巧，又在极低的扭矩（缓慢，高功率）和高速（RPM）下具有出色的响应，而无需任何齿轮。

有没有人试图使用脉冲宽度调制器（PWM）电路来控制低压直流电动机的速度？PWM并没有通过降低电压来控制速度（这会扼杀电机的转矩），而是简单地控制所用直流电压的占空比。换句话说，全直流电压已施加到电动机，但每秒会多次接通和断开。关键是每当向电动机施加电压时，它便会提供完整的转矩。结果，没有试图克服惯性的典型电动机的振动或噪声。

小型PWM电路的价格约为20美元，可在12 VDC下处理高达1.0安培的电流。我用它来控制HO Gage模型铁路引擎。它使它们蠕动而不会发出声音。