Модуляция ширины импульса или ширины импульса - это довольно изящная техника, которая играет решающую роль в регуляторах двигательного напряжения. Будучи поставщиком регуляторов напряжения двигателя, я воочию видел, как PWM может иметь большое значение в том, как работают двигатели. Итак, давайте погрузимся в то, как работает PWM в регуляторе напряжения двигателя.
Основы ШИМ
По своей сути SWM - это контроль над средней мощностью, доставленной на нагрузку - в данном случае двигатель - изменяя ширину импульсов в импульсном поезде. Подумайте об этом, как наносить свет на очень быстро. Если вы включите его в течение короткого времени и выключены в течение долгого времени, свет будет выглядеть тускне. Если вы включите его в течение более длительного времени и выключения в течение более короткого времени, это будет ярче. Это основная идея, стоящая за PWM.
В регуляторе напряжения двигателя мы используем ШИМ для управления количеству напряжения, которое достигает двигателя. Вместо того, чтобы обеспечить постоянное напряжение, мы отправляем серию импульсов. Напряжение либо по максимальному значению (когда импульс «включен»), либо при нуле (когда импульс «выключен»). Регулируя соотношение времени ON - к общему периоду импульса (известного как рабочее цикл), мы можем контролировать среднее напряжение, которое получает двигатель.
Как PWM влияет на скорость двигателя
Одна из основных причин, по которой мы используем ШИМ в регуляторах напряжения двигателя, - это контроль скорости двигателя. Видите ли, скорость двигателя постоянного тока напрямую связана с применением напряжения. Чем выше напряжение, тем быстрее вращается двигатель.
С ШИМ мы можем изменить среднее напряжение, не изменяя фактическую амплитуду напряжения питания. Например, если у нас есть 12 -вольт питания, и мы устанавливаем рабочее цикл на 50%, среднее напряжение на двигателе будет 6 вольт (потому что половина времени напряжение составляет 12 вольт, а половина времени - 0 вольт). По мере того, как мы увеличиваем рабочее цикл, среднее напряжение увеличивается, как и скорость двигателя. И наоборот, уменьшение рабочего цикла уменьшает среднее напряжение и замедляет двигатель.
Шар и моторный крутящий момент
Это не только скорость, хотя. PWM также оказывает влияние на крутящий момент двигателя. Крутящий момент - это то, что позволяет мотору работать, например, перемещение тяжелой нагрузки. Когда мы используем PWM, ток, протекающий через двигатель, также изменяется импульсным образом.
Во время включения пульса ток начинает течь через обмотки двигателя. Поскольку ток накапливается, он создает магнитное поле, которое генерирует крутящий момент. Когда пульс уходит, ток разрывается, но инерция двигателя держит его вращение. Регулируя рабочее цикл, мы можем контролировать средний ток, протекающий через двигатель, что, в свою очередь, влияет на средний крутящий момент.
Компоненты в регуляторе напряжения двигателя на основе ШИМ
Типичный регулятор напряжения двигателя на основе ШИМ состоит из нескольких ключевых компонентов. Во -первых, есть источник питания, который обеспечивает сырую электрическую энергию. Затем у нас есть контроллер ШИМ. Это мозг операции. Он генерирует импульсный поезд с желаемым рабочим циклом.
Затем нам нужно коммутационное устройство, например, MOSFET или IGBT. Эти устройства используются для включения и выключения питания по скорости, определенной контроллером ШИМ. Они ведут себя как высокие - скоростные переключатели, которые подключают и отключают двигатель от источника питания.
Наконец, обычно есть некоторые компоненты фильтрации, такие как конденсаторы и индукторы. Они помогают сгладить импульсное напряжение и ток, уменьшить электрический шум и защищать двигатель от внезапных пиков напряжения.
Преимущества использования ШИМ в регуляторах напряжения двигателя
Есть несколько преимуществ использования ШИМ в регуляторах напряжения двигателя. Во -первых, это очень эффективно. Поскольку коммутационные устройства либо полностью включены, либо полностью отключены большую часть времени, в форме тепла очень мало потерь мощности. Это означает, что больше электрической энергии от источника питания фактически используется для управления двигателем.
Еще одним преимуществом является гибкость. Мы можем легко отрегулировать рабочее цикл для управления скоростью двигателя и крутящего момента в широком диапазоне. Это делает PWM, основанные на моторных регуляторах напряжения, подходящими для различных применений, от небольших хобби -двигателей до крупных промышленных двигателей.
Различные типы методов ШИМ
Есть несколько разных способов реализации ШИМ в регуляторе напряжения двигателя. Один общий метод называется «Trailing - Edge Modulation». В этой технике время импульса начинается в начале периода, а время отключено - время отрегулируется путем изменения конечной точки импульса.
Другим методом является «Ведущая - модуляция края», где время выключения начинается в начале периода, а время включено - изменяется путем изменения начальной точки импульса. Есть также «Центр - выровненная модуляция», которая немного сложнее, но может предложить лучшую производительность в некоторых ситуациях.
Реальные - мировые приложения
Как поставщик регулятора напряжения моторного напряжения, я видел, как SWM использовался во всех видах реальных мировых приложений. Например, в робототехнике PWM используется для контроля скорости и движения сервоприводов. Сервовики используются для перемещения суставов роботов, и точный контроль над их скоростью и положением имеет важное значение. Вы можете узнать больше оРегулятор напряжения сервоприводаиРегулятор напряжения сервоприводана нашем сайте.
В автомобильной промышленности ШИМ используется в системах электроприводов в электроэнергии и в управлении охлаждающими вентиляторами. В этих приложениях способность эффективно управлять скоростью и крутящим моментом двигателя имеет решающее значение для производительности и экономии энергии.
В домашних приборах, таких как стиральные машины и вакуумные чистящие средства, регуляторы двигателя на основе моторного напряжения используются для контроля скорости двигателей, делая приборы более энергии - эффективными и тише.
Наш ассортимент продукции
Мы предлагаем широкий спектр регуляторов напряжения двигателя, которые используют технологию PWM. НашОднофазный регулятор напряжения TNDявляется популярным выбором для одноэтажных моторных приложений. Он обеспечивает стабильное управление напряжением и может обрабатывать различные условия нагрузки.
Наши регуляторы напряжения сервопривода разработаны специально для сервоприводов, предлагая точный контроль скорости и положения. Независимо от того, работаете ли вы над небольшим проектом DIY или крупным промышленным применением, у нас есть регулятор моторного напряжения, который может удовлетворить ваши потребности.
Свяжитесь с нами для закупок
Если вы находитесь на рынке регулятора моторного напряжения, мы будем рады услышать от вас. Наша команда экспертов может помочь вам выбрать правильный продукт для вашего приложения и ответить на любые ваши вопросы. Независимо от того, нужен ли вам регулятор напряжения двигателя с высоким уровнем производительности или надежный регулятор фазового напряжения, мы предоставили вам покрытие. Не стесняйтесь протянуть руку и начать обсуждение закупок с нами.
Ссылки
- Dorf, RC, & Bishop, RH (2016). Современные системы управления. Пирсон.
- Чепмен, SJ (2012). Основы электрического механизма. МакГроу - Хилл.