Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
1. Основы широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) представляет собой цифровой метод, моделирующий аналоговый сигнал для управления подачей питания на электронные устройства. По сути, ШИМ быстро переключает мощность между состояниями ВКЛ и ВЫКЛ с заданной частотой, позволяя управлять средней мощностью, что предлагает множество возможностей управления.2. Наука, лежащая в основе ШИМ
Если разобраться, ШИМ функционирует аналогично выключателю света. Концепция основана на быстром включении и выключении сигнала. С разными интервалами можно манипулировать и имитировать разные уровни выходной мощности. Следовательно, в обширной сфере электроники ШИМ эффективно управляет средней мощностью, которую воспринимает и в конечном итоге получает устройство.3. Двигатели постоянного тока и ШИМ: сочетание в электронике
Гибкость ШИМ позволяет ему управлять множеством двигателей постоянного тока:• Коллекторные двигатели постоянного тока. Эти двигатели просты и реагируют непосредственно на сигналы ШИМ, преобразуя их в различные скорости.
• Бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC). Более сложные двигатели BLDC требуют индивидуальной последовательности ШИМ для каждой из своих катушек.
Однако важно понимать, что, хотя основополагающие принципы ШИМ универсальны, отдельные конструкции двигателей могут существенно влиять на их реакцию на ШИМ.
4. Сложности характеристик двигателя: размер, инерция и крутящий момент.
Каждый двигатель уникален, и сигналы ШИМ должны быть точно настроены с учетом следующих нюансов:• Размер и инерция. Двигатели с большими физическими размерами или более высокой инерцией часто демонстрируют задержку реакции на резкие изменения ШИМ. В таких случаях может потребоваться настроить частоту или продолжительность ШИМ, чтобы обеспечить плавную работу.
• Крутящий момент: двигатели с высоким крутящим моментом могут потребовать более мощных или продолжительных сигналов ШИМ. Крайне важно откалибровать сигнал ШИМ, чтобы он соответствовал крутящему моменту двигателя, чтобы гарантировать оптимальную производительность.
Эти настройки необходимы для обеспечения гармоничной реакции двигателя на сигнал ШИМ, открывая путь для эффективной и надежной работы.
5. Анализ типичного ШИМ-сигнала
Стандартный сигнал ШИМ можно представить в виде прямоугольной волны, содержащей:• Частота: определяет, насколько быстро сигнал колеблется между состояниями ВКЛ и ВЫКЛ. Это измеряется в герцах (Гц).
• Время включения: представляет продолжительность цикла, в течение которого сигнал остается активным или включенным. Варьируя этот аспект, можно эффективно регулировать мощность, направляемую на двигатель, и, следовательно, его поведение.
6. FIRGELLI ФКБ-1: Реальный пример мастерства ШИМ
Осязаемое представление потенциала ШИМ воплощается в FIRGELLI ФКБ-1:• Контроль скорости: FCB-1 использует мощность ШИМ для определения точной скорости приводы. Это обеспечивает плавную и эффективную работу в различных приложениях.
• Синхронизация. Одной из главных особенностей FCB-1 является его способность синхронизировать до четырех приводов. Благодаря тщательному управлению ШИМ он гарантирует, что каждый привод работает одновременно, обеспечивая согласованное движение.
