Meine Frage ist am Ende (um die Geschwindigkeit zu ändern), dass wir die Eingangsspannung eines Gleichstrommotors sowohl in PWM-Fällen (Pulsweitenmodulation) als auch in Fällen mit variablem Widerstand steuern. Ist der einzige Grund für die Wahl von PWM, eine bessere Präzision zu erreichen oder keinen zusätzlichen Strom zu verbrauchen? Wenn dies der einzige Grund ist, erscheint es seltsam, PWM-Geräte für einfache Demonstrationen zu verwenden.
Energieeffizienz Die Induktion des Motors bewirkt eine Mittelung des Stroms. Gleichzeitig haben die Transistoren im PWM-Modus eine sehr niedrige Impedanz und damit einen geringen Spannungsabfall und eine geringe Verlustleistung. Bei einem Vorwiderstand wird viel Leistung im Vorwiderstand abgeführt.
Drehzahlregelungsverhalten Mit PWM „sieht“ der Motor eine sehr niedrige Impedanz der Stromversorgung, obwohl die Stromversorgung ständig zwischen hohen und niedrigen Spannungen wechselt. Das Ergebnis ist, dass der Motor ein viel höheres Drehmoment hat. Mit einem Reihenwiderstand wird der Motor einer sehr schwachen Stromversorgung ausgesetzt und der Rotor kann leicht abgewürgt werden.
Steuerschaltung Für eine Steuerelektronik (z. B. einen Mikrocontroller) ist es sehr einfach, Transistoren ein- und auszuschalten. Die Ausgabe einer analogen Spannung oder die Steuerung eines Vorwiderstands erfordert viel teurere Schaltungen und verursacht wiederum mehr Verlustleistung.
Wir können definitiv die Geschwindigkeit eines Motors mit einem Potentiometer steuern, aber dies verschwendet Strom und Energie in Form von Wärme über den Widerstand, da ein Widerstand in Reihe einen Spannungsabfall und somit Wärmeverlust hat.
Ein PWM bedeutet, dass Sie keinen Widerstand in Reihe haben, was bedeutet, dass keine Wärme verschwendet wird. Wir pendeln einfach den Motor zwischen EIN und AUS, und der Durchschnitt gibt uns die Spannung. Es gibt also keine Stromverschwendung.
Ein Tastverhältnis von 0,5 für eine 12-V-Versorgung ergibt im Durchschnitt 6 V, und mit der Schaltung steuern wir die Geschwindigkeit.
Eine bessere Präzision ist fraglich; Der Motor fungiert als Filter und verwendet den Mittelwert (oder etwas damit zusammenhängendes) des Eingangsstroms, um sich zu bewegen. Es spielt also keine Rolle, ihn mit einem Konstantstrom (Widerstandsfall) oder einer PWM zu speisen. Vielleicht ist Vielseitigkeit besser als Präzision.
Kein zusätzlicher Stromverbrauch ist ein Grund, der meiner Meinung nach der Hauptgrund für die Verwendung von PWM ist: Es ist einfach, den Motor mit PWM beispielsweise von einer Mikrocontrollereinheit aus zu steuern. Codieren Sie einfach einen Zähler zum Erzeugen der PWM und verbinden Sie den Ausgang mit einem Motorantrieb (der dem Motor die tatsächliche Leistung verleiht und auch den Vorteil bietet, dass Steuerung und Leistung getrennt sind).
Die PWM ermöglicht die Verwendung eines Mikrocontrollers zum Antreiben des Motors, was eine enorme Vielseitigkeit bietet. Sonst wären die Demonstrationen zu einfach (Starten, Stoppen, Beschleunigen, Verlangsamen, wobei ein Potentiometer wie ein Gashebel wirkt).
Ignacio Vazquez-Abrams
pjc50
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