Berechnung der Einschaltdauer

Ich versuche, eine Zahl zu lösen, bei der die Geschwindigkeit eines mit 15 V betriebenen Gleichstrommotors mit 2000 rad/s gemessen wurde. Jetzt wird ein PWM-Signal an denselben Motor angelegt, um eine Geschwindigkeit von 400 rad/sec zu erhalten. Wenn die Spannungsamplitude des PWM-Signals 5 V beträgt, was sollte dann der Wert des Tastverhältnisses sein?

Ich kenne die Formel des Arbeitszyklus

D=Vout/Vin

D=Einschaltdauer

Vin=15V

Vout=5V

daher ist das Tastverhältnis =5/15

also 1/3

daher beträgt die Einschaltdauer in Prozent 33,33 %

Ist meine Berechnung richtig oder muss ich die Drehzahl des Motors bei 15 V (2000 rad/sec) und bei 5 V (400 rad/sec) berücksichtigen? Wenn ja, wie dann?

das ist die genaue Frage

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Ihre Denkweise ist einfach. Und richtig. Es ist einfach ein Anteil der Spannung, nicht mehr. Es ist genau wie die Berechnung des Durchschnitts. Wenn Sie 1/3 der Zeit 15 V und 2/3 der Zeit 0 V haben, beträgt der Durchschnitt tatsächlich 5 V (15 V * 1/3 + 0 V * 2/3) / (1/3 + 2/3) = ( 5/1)=5V. Also ja, du hast Recht.
Die Optionen, die ich für die obige Frage habe, sind a.60% b.50% c. 80 % d. Zu 100 % erhalte ich eine Antwort als 33,33 % @llya
Nein, Sie müssen berücksichtigen, dass sich sowohl die Antriebsspannung (5 vs. 15) als auch der Arbeitszyklus (?? vs. 100 %) geändert haben, um die reduzierte Geschwindigkeit zu erhalten. Eine der Mehrfachauswahlen ist richtig. (In der realen Welt müssten Sie Motorverluste berücksichtigen, sodass die tatsächliche Antwort anders ausfallen würde. Aber dies ist ein ideales Hausaufgabenland.)
Noch ein Hinweis: Wenn Sie von 15 V auf 5 V wechseln, erhalten Sie 1/3 der ursprünglichen Drehzahl. Sie wollen 1/5 der ursprünglichen Rotationsgeschwindigkeit.
400 rad/s sind 20 % von 2000 rad/s, also kann die Einschaltdauer 20 % betragen? @ocrdu
@BrianDrummond wie soll ich die Drehzahl des Motors bei der Berechnung berücksichtigen?
@power-machines: Ist es nicht. Die Geschwindigkeit wurde bereits reduziert, indem von 15V auf 5V gegangen wurde. Sie müssen es mit PWM noch etwas reduzieren. Alles, was Sie herausfinden müssen, ist, wie viel mehr es reduziert werden muss.
Wie halten Sie es? Die Geschwindigkeit des Motors gibt Ihnen das Ziel, das Sie mit Arbeitszyklus UND Spannung erreichen müssen.
@BrianDrummond für den Arbeitszyklus brauche ich Ton und Ttotal, wie kann ich das finden?
Nein, Ton und Ttotal brauchen Sie nicht. Sie brauchen das Verhältnis zwischen ihnen.

Antworten (3)

Wenn Sie von 15 V auf 5 V gehen, erhalten Sie 5 15 = 1 3 der Originalgeschwindigkeit.

Was Sie eigentlich wollen, ist 400 2000 = 1 5 der ursprünglichen Geschwindigkeit, also musst du irgendwie die Geschwindigkeit weiter reduzieren, indem du "PWM-in deinen Weg" gehst 1 3 Zu 1 5 der Originalgeschwindigkeit. So:

1 3 × D u T j C j C l e = 1 5 ⟹ D u T j C j C l e = 3 5 = 60 %

Der Wechsel von 15 V auf 5 V hat die Geschwindigkeit auf reduziert 2000 3 R A D / S , die Geschwindigkeit weiter auf 60% davon zu reduzieren, ergibt 60 % × 2000 3 = 400 R A D / S .

Ich habe das OP dazu gebracht, es für sich selbst zu klären. Es ist im Allgemeinen besser für Hausaufgabenfragen.
@Transistor: Ich weiß und habe es auch versucht, aber aufgegeben. Vielleicht lässt die Antwort den Groschen fallen.

Die Einschaltdauer ist nur das Verhältnis von Einschaltzeit zu Periodendauer.

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Abbildung 1. PWM-Arbeitszyklen. Quelle: Robotersteuerungen .

Ich weiß, dass die Formel des Arbeitszyklus * D = V out / V in ist ...

Nö.

D = T Ö N T P e R ich Ö D
.

Wenn Sie jeden Tag 6 Stunden arbeiten, dann ist Ihre Einschaltdauer = 6 / 24 = 25 %. Es spielt keine Rolle, wie hart Sie arbeiten, es sind immer noch 25 % Pflicht.

Wenn die Spannungsamplitude des PWM-Signals 5 V beträgt, was sollte dann der Wert des Tastverhältnisses sein?

Es hört sich so an, als ob Ihre Motorversorgungsspannung 15 V beträgt und Ihr Steuersignal eine 5-V-Logik ist. In diesem Fall verwenden Sie das 5-V-PWM-Signal, um die 15-V-Motorleistung mit der gleichen Rate zu schalten, um die niedrigere Durchschnittsspannung zu erreichen. Wenn die 15-V-Versorgung 30 % der Zeit eingeschaltet ist, erhalten Sie 0,3 x 15 V = 4,5 V-Äquivalent.

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Abbildung 2. Die eigentliche Frage.

Aus der Frage geht hervor, dass sich zwei Dinge ändern. Die Versorgungsspannung ist von 15 V auf 5 V abgesunken und PWM liegt an. Die Motordrehzahl ist von 2000 rad/s auf 400 rad/s gesunken.

Fragen für Sie:

  1. Wie groß ist die neue Geschwindigkeit in Prozent von 2000 rad/s?
  2. Wie hoch wäre die Geschwindigkeit bei 5 V DC?
  3. Welche PWM benötigen Sie, um mit dieser neuen 5-V-Versorgung 400 rad/s zu erreichen?
Die Optionen, die ich für die obige Frage habe, sind a.60% b.50% c. 80 % d. 100% Ich bekomme eine Antwort als 33,33% @Transistor
Zeigen Sie dann die genaue Frage.
Ich vermute, dass die fragliche 5-V-PWM verwendet wird, um den Motor direkt anzutreiben.
@ocrdu: Ich vermute, dass es dazu da ist, den Schüler in die Irre zu führen, und die Fehlleitung hat funktioniert. Deshalb habe ich mein Beispiel mit 6 Stunden/Tag hinzugefügt.
Ich habe die genaue Frage @Transistor hinzugefügt
@Transistor: Mein Verdacht führt zu einer der Antwortoptionen, aber ich mag deine Denkweise.
Siehe Aktualisierung. Ich habe mich geirrt, als ich annahm, dass Sie immer noch eine 15-V-Versorgung für den Motor verwenden würden.
Die Versorgungsspannung zum Motor ist gleich, aber die durchschnittliche Spannung wird geändert, so dass die Geschwindigkeit des Motors von 2000 rad/s auf 400 rad/s bei Transistor abfällt
Nein, die Spannung betrug 15 V. Jetzt sind es 5 V (Frage lautet: " Wenn die Spannungsamplitude des PWM 5 V beträgt ") und es ist PWM-gesteuert. Lies nochmal mein Update.

Ich glaube, du verstehst das Szenario nicht.

Bei 15V mit D=1 beträgt die Geschwindigkeit 2000 rad/s.

Bei 5V mit D=? Die Geschwindigkeit beträgt 400 rad/s.

Die Geschwindigkeit ist proportional zu V * D. Ich möchte es nicht für Sie lösen. Aber es scheint, als hätten Sie die Gegebenheiten des Problems nicht verstanden. Sie müssen nur nach dem Fragezeichen lösen.

Berechnung der Einschaltdauer
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