为什么使用PWM来控制直流电动机的速度而不是使用可变电阻?


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我的问题是最后(改变速度),我们正在控制PWM(脉冲宽度调制)和可变电阻情况下的直流电动机的输入电压。是选择PWM以获得更高精度或不消耗额外功率的唯一原因吗?如果这是唯一原因,那么使用PWM设备进行简单演示似乎很奇怪。


PWM + H桥=方向控制
Ignacio Vazquez-Abrams

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由于控制器中的功率耗散,除了最小的电动机外,可变电阻对于所有其他电动机都不可行。
pjc50

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@ IgnacioVazquez-Abrams-要挑剔,H桥=方向控制,PWM =速度控制。您可以单独使用H桥进行前进/后退/停止。
约翰·U

Answers:


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功率效率 电动机的感应将导致电流平均。同时,处于PWM模式的晶体管具有非常低的阻抗,因此具有较低的压降和较低的功耗。如果使用串联电阻,则串联电阻会消耗大量功率。

速度控制行为 使用PWM,即使电源在高电压和低电压之间不断切换,电动机也会“看到”非常低的电源阻抗。结果是电动机具有更高的转矩。有了串联电阻,电动机的电源将非常弱,转子很容易失速。

控制电路 对于控制电子设备(例如微控制器),非常容易接通/断开晶体管。输出模拟电压或控制串联电阻需要昂贵得多的电路,进而会导致更大的功耗。


嗨,我无法获得“更高的扭矩”部分。您能否再详细说明一下。与扭矩有什么关系?
user16307

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不确定如何解释。通过串联电阻供电的电机感觉就像是用一块几乎没电的电池供电:它运行时,速度会加快,但如果对它施加任何负载,它很容易失速。由PWM供电的电机会感觉是由几乎充满电的电池供电,负载会使其减速变得困难得多。
jippie

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我们绝对可以用电位计来控制电动机的速度,但这会浪费电阻上的热量,从而浪费功率和能量,因为串联电阻确实会导致电压降,从而造成热量损失。

具有PWM,意味着您没有串联的电阻,这意味着不会浪费任何热量。我们只是在“开”和“关”之间穿梭电动机,而平均值给出了电压。因此,没有浪费任何动力。

对于12V电源,有0.5个占空比,给出6V的可用电压,然后使用开关控制速度。


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更好的精度是有争议的。电动机充当滤波器,并使用输入电流的平均值(或与其相关的值)来移动;因此,以恒定电流(电阻情况)或PWM供电实际上并不重要。也许更好的多功能性胜于精度。

不消耗额外的功率是一个原因,也许与之相关,我认为这是使用PWM的主要原因。例如,通过一个微控制器单元很容易用PWM控制电机。只需编写一个计数器来生成PWM,然后将输出连接到电动机驱动器即可(这将有功功率提供给电动机,并且还具有将控制和电源分开的优势)。

PWM使得可以使用微控制器来驱动电动机,从而提供了极大的通用性。否则,演示将太简单(启动,停止,加速,减速,电位器起节流阀的作用)。


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事实并非如此:MOSFET可用作压控电阻,并且确实可以与微控制器接口。
德米特里·格里戈里耶夫
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