Modulacja szerokości impulsu PWM

Słownik kwalifikacji ELM.04 - Eksploatacja układów automatyki przemysłowej

PWM od angielskiego Pulse Width Modulation oznacza modulację szerokości impulsu. Jest to metoda sterowania polegająca na szybkim załączaniu i wyłączaniu napięcia zasilającego, przy jednoczesnej zmianie czasu trwania stanu wysokiego impulsu.

Najważniejsze parametry PWM

Sygnał PWM opisują głównie:

  • amplituda - wartość napięcia impulsu,
  • okres T - czas jednego pełnego cyklu,
  • częstotliwość f - liczba cykli w ciągu sekundy,
  • czas stanu wysokiego - czas załączenia napięcia,
  • wypełnienie D - procentowy udział czasu załączenia w całym okresie.

Wypełnienie oblicza się ze wzoru:

D = ton / T · 100%

gdzie ton to czas trwania stanu wysokiego, a T to okres sygnału.

PWM w sterowaniu silnikiem DC

W silniku prądu stałego PWM umożliwia regulację prędkości obrotowej bez dużych strat mocy. Przy większym wypełnieniu silnik otrzymuje większą wartość średnią napięcia, więc zwykle obraca się szybciej. Przy mniejszym wypełnieniu napięcie średnie jest niższe, a prędkość maleje.

Przykład: dla napięcia zasilania 24 V i wypełnienia 50% napięcie średnie wynosi w przybliżeniu 12 V.

Pomiar sygnału PWM

Do pełnej oceny przebiegu PWM stosuje się oscyloskop, ponieważ pozwala zobaczyć kształt impulsów i zmierzyć ich parametry czasowe. Multimetr może wskazać wartość średnią, ale nie wystarcza do analizy wszystkich parametrów impulsu.