Почему ШИМ используется для управления скоростью двигателя постоянного тока вместо использования переменного сопротивления?

Мой вопрос в конце (для изменения скорости) мы контролируем входное напряжение двигателя постоянного тока как в ШИМ (широтно-импульсная модуляция), так и в случаях переменного сопротивления. Является ли единственной причиной выбора широтно-импульсной модуляции для получения большей точности или отсутствия дополнительной мощности? Если это единственная причина, то кажется странным использовать ШИМ-оборудование для простых демонстраций.

Эффективность мощности Индукция двигателя приведет к тому, что ток станет средним. В то же время транзисторы в режиме ШИМ имеют очень низкий импеданс и, следовательно, низкое падение напряжения и низкое рассеивание мощности. В случае последовательного резистора большая мощность рассеивается в последовательном резисторе.

Режим управления скоростью В режиме ШИМ двигатель будет «видеть» очень низкий импеданс источника питания, даже если источник питания постоянно переключается между высоким и низким напряжением. В результате у двигателя гораздо более высокий крутящий момент. При последовательном сопротивлении двигатель будет испытывать очень слабое электропитание, и будет легко остановить ротор.

Схема управления Для управляющей электроники (например, микроконтроллера) очень легко включать / выключать транзисторы. Вывод аналогового напряжения или управление последовательным резистором требует гораздо более дорогих схем и, в свою очередь, приведет к большему рассеянию мощности.

Мы определенно можем контролировать скорость двигателя с помощью потенциометра, но это приводит к бесполезному расходу энергии и энергии в виде тепла на резисторе, поскольку наличие последовательного резистора имеет падение напряжения, а следовательно, и потерю тепла.

Наличие ШИМ означает, что у вас нет последовательного резистора, что означает отсутствие потерь в виде тепла. Мы просто переключаем Мотор между ON и OFF, и среднее значение дает нам напряжение. Таким образом, нет потерь энергии там.

Имея рабочий цикл 0,5 для источника питания 12 В, дает 6 В на среднем напряжении, и с помощью переключения мы контролируем скорость.

Лучшая точность спорна; двигатель действует как фильтр и использует среднее значение (или что-то связанное с ним) входного тока для перемещения; так что на самом деле не имеет значения питать его постоянным током (случай сопротивления) или ШИМ. Может быть, лучше универсальность, чем точность.

Не потребление дополнительной мощности является одной из причин, возможно, связанной с тем, что, как мне кажется, является основной причиной использования ШИМ: управление двигателем с помощью ШИМ легко, скажем, от микроконтроллерного блока; просто закодируйте счетчик для генерации ШИМ и подключите выход к приводу двигателя (который дает реальную мощность двигателю, а также дает преимущество разделения управления и мощности).

ШИМ делает возможным использование микроконтроллера для управления двигателем, что дает огромную универсальность. В противном случае демонстрации были бы слишком простыми (запуск, остановка, ускорение, замедление, с потенциометром, действующим как дроссель).