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DCモータのPWM制御について
- DCモータのPWM制御について、素人でもわかるように説明します。PWM制御はパルス幅変調とも呼ばれ、電源のオンとオフを高速で切り替えることで、モータの回転速度を制御する方法です。
- ACモータとDCモータのインバータには大きさや容量などの制限があります。ACモータのインバータは主に三相交流を直流に変換するために使用され、制御が比較的簡単です。一方、DCモータのインバータは直流を交流に変換するために使用され、制御がやや複雑です。
- DCモータのPWM制御を行うと、省電力効果が得られます。PWM制御によって、電源への負荷を軽減することができ、モータの効率を向上させることができます。また、PWM制御によって、モータの回転速度を滑らかに制御することも可能です。
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PWMなら回路も簡単ですから、おもちゃで良いから実際に組んで見るとおもしろいですよ。 模型屋さんで売っている小さなモーターと、そこらへんに転がっているパワートランジスタかFET、発振は555とか、とにかく周波数(欲を言えばデューティー比)が変えられる信号源… そんな程度のものでも色々実験できます。 抵抗制御との差は歴然です。 パワトラも発熱しますが、抵抗器の発熱と比べたらかわいいものです^^;
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余談かつ参考ですが、 DCモータであればDC電圧を加えて、回転させます。 電源をPWMでチョップして、スイッチングDUTYに比例して、印加電圧の平均値を変化させ、モータの回転速度を変える事ができます。DUTY=0.5で、印加電圧を半分にしたような感じです。 ACモータでインバータという言葉を使うのは、一般には、交流電源を整流後、一旦DC電源を作り、そのDC電源に対し、PWMスイッチングを行います。この時、モータを定速度回転させるにしても、ACモータであるため、スイッチングDUTYは、回転速度に応じて、sinθ、又はcosθ(θはモータ巻き線の機械角度) で変化させるところが、大きくDCモータと異なります。回転速度の変化は、cosθの周期・モータの構造(極配置)で決まってきます。 すなわち、DCからACに、変換(インバート)する部分が、ACモータの場合必要になります。
既に良い回答されていますので触れていないことだけ補足 >ACモータでのインバータとなぜわけるのか?大きさ・容量等に制限があるのか? 分けるのに理由は有りません 強いて言えば入手が不可能か困難だからです 一般的にDCブラシ付きモータで100w以上は普通には市販されていません (もちろんマブチモータに代表される小型モータは有ります) 同様に汎用カゴ型三相モータで30w未満もありません DCブラシ付きモータはレッドデータブック(絶滅危惧種)入り 現在ではDCブラシレスモータ(ACサーボモータ)に取って代わりました
毎度JOです。 >DCモータのPWM制御 PWMとは、パルスの巾(ON・OFFの比)を制御する事によって、「電力制御する事」を言います。 制御する方式を言うので、電源が直流12Vとか、AC100Vなどの電源の形式には関係がありません。 このPWMによって制御される物は、モーター・ヒーター・白熱灯などの照明などパルスによって制御可能な物であれば、何でも可能です。 >ACモータでのインバータ インバーターとは、直流電源からACに「変換」する事を言います。 変換する方式は、上記のPWM・発振回路+トランス・直流モーター+AC発電機など、直流電源をACに変換できればいいのです。 FAで使用されるACモータ用のインバータは、 内蔵のコンバーターで、三相200Vなどを直流に整流・平滑します、 この直流からPWMによって三相200Vなどに変換します。 >DCモータのPWM制御をしても省電力になるのか? PWMの長所は発熱が少ない事です、DCモーターの回転数を落とす場合、 モーターと直列に「抵抗」を挿入しても、回転数は下げられます、 この場合それ相当の発熱しますが、PWMによればこの発熱が発生しません(0にはなりませんが)、したがってDCモーターの減速運転において PWMは省電力になります。