PWM、またはパルス幅変調は、運動電圧調節因子で重要な役割を果たす非常に気の利いた技術です。運動電圧レギュレーターのサプライヤーとして、PWMがモーターのパフォーマンスに大きな違いを生む方法を直接見ました。それでは、PWMが運動電圧レギュレーターでどのように機能するかについて飛び込みましょう。
PWMの基本
PWMは、そのコアでは、パルス列車のパルスの幅を変えることにより、負荷に届ける平均電力（この場合はモーター）を制御することです。ライトを本当に速くオンとオフにするようなものだと思います。長時間短時間それをオンにすると、光が薄暗くなります。時間を長時間短時間オンにすると、明るくなります。それがPWMの背後にある基本的なアイデアです。
モーター電圧レギュレーターでは、PWMを使用して、モーターに到達する電圧の量を制御します。一定の電圧を提供する代わりに、一連のパルスを送信します。電圧は、最大値（パルスが「オン」の場合）またはゼロ（パルスが「オフ」の場合）のいずれかです。 on -timeのパルスの合計期間（デューティサイクルとして知られている）の比率を調整することにより、モーターが受信する平均電圧を制御できます。
PWMがモーター速度にどのように影響するか
モーター電圧レギュレーターでPWMを使用する主な理由の1つは、モーターの速度を制御することです。ご存知のように、DCモーターの速度は、それに適用される電圧に直接関連しています。電圧が高いほど、モーターが回転する速いです。
PWMを使用すると、供給電圧の実際の振幅を変更せずに平均電圧を変えることができます。たとえば、12ボルトの電源があり、デューティサイクルを50％に設定すると、モーター全体の平均電圧は6ボルトになります（半分の時間は12ボルト、半分の時間は0ボルトです）。デューティサイクルを増やすと、平均電圧が上がり、モーター速度も上がります。逆に、デューティサイクルを減らすと、平均電圧が減少し、モーターの減速が減少します。
PWMとモータートルク
ただし、スピードだけではありません。 PWMは、モーターのトルクにも影響を与えます。トルクは、重い負荷を動かすなど、モーターが機能することを可能にするものです。 PWMを使用すると、モーターを流れる電流もパルスされた方法で変化します。
パルスの時期に、電流はモーター巻きを流れ始めます。電流が蓄積すると、トルクを生成する磁場が作成されます。パルスが鳴ると、現在の脱落が減少しますが、モーターの慣性は回転し続けます。デューティサイクルを調整することにより、モーターを流れる平均電流を制御できます。これは、平均トルクに影響を与えます。
PWMベースのモーター電圧レギュレーターのコンポーネント
典型的なPWMベースのモーター電圧レギュレータは、いくつかの重要なコンポーネントで構成されています。まず、生の電気エネルギーを提供する電源があります。次に、PWMコントローラーがあります。これが手術の脳です。目的のデューティサイクルでパルストレインを生成します。
次に、MOSFETやIGBTなどのスイッチングデバイスが必要です。これらのデバイスは、PWMコントローラーによって決定されたレートで電源をオンとオフにするために使用されます。それらは、電源からモーターを接続して切断する高速スイッチのように機能します。
最後に、通常、コンデンサやインダクタなどのフィルタリングコンポーネントがいくつかあります。これらは、パルス電圧と電流を滑らかにするのに役立ち、電気ノイズを減らし、突然の電圧スパイクからモーターを保護します。
運動電圧調整器でPWMを使用する利点
運動電圧調節因子にPWMを使用することには、いくつかの利点があります。まず、非常に効率的です。スイッチングデバイスはほとんどの場合完全にオンまたは完全にオフになっているため、熱の形での電力損失はほとんどありません。これは、電源からの電気エネルギーの多くが実際にモーターを駆動するために使用されることを意味します。
もう1つの利点は柔軟性です。デューティサイクルを簡単に調整して、モーターの速度とトルクを広範囲にわたって制御できます。これにより、PWMベースのモーター電圧レギュレーターは、小さな趣味のモーターから大きな産業用モーターまで、さまざまな用途に適しています。
さまざまな種類のPWMテクニック
運動電圧レギュレータにPWMを実装する方法はいくつかあります。 1つの一般的な方法は、「トレーリング - エッジ変調」と呼ばれます。この手法では、パルスの時刻は期間の初めから始まり、オフタイムはパルスのエンドポイントを変更することで調整されます。
別の方法は、「リーディング - エッジ変調」です。ここでは、オフタイムは期間の初めから始まり、パルスの開始点を変更することにより時間が調整されます。 「中心 - 調整された変調」もあります。これはもう少し複雑ですが、状況によってはより良いパフォーマンスを提供できます。
REAL-世界アプリケーション
運動電圧レギュレーターのサプライヤーとして、PWMがあらゆる種類の実際の世界アプリケーションで使用されているのを見てきました。たとえば、ロボット工学では、PWMはサーボモーターの速度と動きを制御するために使用されます。サーボモーターはロボットのジョイントを移動するために使用され、その速度と位置の正確な制御が不可欠です。あなたはもっと学ぶことができますサーボタイプの電圧レギュレータそしてサーボモーター電圧レギュレーター私たちのウェブサイトで。
自動車業界では、PWMは電気パワーステアリングシステムや冷却ファンの制御に使用されています。これらのアプリケーションでは、パフォーマンスとエネルギーの節約には、モーターの速度とトルクを効率的に制御する能力が重要です。
洗濯機や掃除機などの家電製品では、PWMベースのモーター電圧レギュレーターを使用してモーターの速度を制御し、電化製品をよりエネルギーします - 効率的で静かにします。
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参照
- Dorf、RC、＆Bishop、RH（2016）。最新の制御システム。ピアソン。
- チャップマン、SJ（2012）。電気機械の基礎。マクグロー - ヒル。