淺析PWM控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的原理

經(jīng)常使用的直流電機(jī)原理就是電生磁：通電導(dǎo)線會產(chǎn)生磁場。

也就是電磁感應(yīng)旋轉(zhuǎn)磁場帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

電動機(jī)是由定子和轉(zhuǎn)子組成，一個(gè)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，一個(gè)為磁極，電機(jī)的轉(zhuǎn)子(軸承)就轉(zhuǎn)起來了。

這便實(shí)現(xiàn)了電能->磁能->機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。

下面這個(gè)圖可以更直觀的理解：PWM原理

關(guān)于PWM的原理請參照這篇文章：PWM原理及其應(yīng)用。

通過上文大概知道，通過PWM控制電機(jī)速度，實(shí)際上是控制供電電流的大小來實(shí)現(xiàn)。

通電導(dǎo)線在磁場中受到的力稱為安培力，而安培力的公式：F=BIL。

其中，F(xiàn)是受力大小，I是電流大小，L是導(dǎo)線長度。在其他條件不變的情況下，控制其通過的電流即控制安培力的大小。

電機(jī)的電阻R是基本不變的，那么電流

I=U/R，F(xiàn)=BLU/R。

在RBL不變的情況，控制安培力的大小，本質(zhì)就是修改供電電壓的大小。

我們也就知道，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的本質(zhì)就是給電機(jī)供不同的供電電壓，電壓越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快。

而PWM的本質(zhì)就是脈寬調(diào)制，通過輸出不同的占空比，從而將直流電壓轉(zhuǎn)換成不同電壓值的模擬信號?？刂齐姍C(jī)速度

占空比可以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，我們知道，占空比是高電平在一個(gè)周期之中的比值，高電平的所占的比值越大，占空比就越大，對于直流電機(jī)來講，電機(jī)輸出端引腳是高電平電機(jī)就可以轉(zhuǎn)動，當(dāng)輸出端高電平時(shí)，電機(jī)會轉(zhuǎn)動，但是是一點(diǎn)一點(diǎn)的提速，在高電平突然轉(zhuǎn)向低電平時(shí)，電機(jī)由于電感有防止電流突變的作用是不會停止的，會保持這原有的轉(zhuǎn)速，以此往復(fù)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速就是周期內(nèi)輸出的平均電壓值，所以實(shí)質(zhì)上我們調(diào)速是將電機(jī)處于一種，似停非停，似全速轉(zhuǎn)動又非全速轉(zhuǎn)動的狀態(tài)，那么在一個(gè)周期的平均速度就是我們占空比調(diào)出來的速度了。總結(jié)

在電機(jī)控制中，電壓越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，而通過PWM輸出不同的模擬電壓，便可以使電機(jī)達(dá)到不同的輸出轉(zhuǎn)速。

當(dāng)然，在電機(jī)控制中，不同的電機(jī)都有其適應(yīng)的頻率頻率太低會導(dǎo)致運(yùn)動不穩(wěn)定，如果頻率剛好在人耳聽覺范圍，有時(shí)還會聽到呼嘯聲。頻率太高的電機(jī)可能反應(yīng)不過來，正常的電機(jī)頻率在6-16kHZ之間為好。

輸出的電壓就不同，電機(jī)轉(zhuǎn)速就不同。那我們可以知道，通過滑動變阻器或者更換不同電壓的電源都可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速，但是在實(shí)際應(yīng)用中顯然PWM更方便些。

專業(yè)一點(diǎn)的話就是：

所謂PWM就是脈寬調(diào)制器，通過調(diào)制器給電機(jī)提供一個(gè)具有一定頻率的脈沖寬度可調(diào)的脈沖電。脈沖寬度越大即占空比越大，提供