Tension Efficace de Moteur en PWM

Formule

Description

Le PWM (modulation de largeur d'impulsion) est la méthode standard de commande de la vitesse d'un moteur à courant continu. En commutant rapidement la tension d'alimentation, le moteur voit une tension moyenne (efficace) proportionnelle au rapport cyclique. À un rapport cyclique de 50 %, le moteur reçoit la moitié de la tension d'alimentation et tourne à environ la moitié de sa vitesse (pour un moteur à vide). L'inductance du moteur agit comme un filtre passe-bas naturel, lissant la tension impulsionnelle en un courant quasi constant. Le PWM est bien plus efficace que la régulation linéaire de tension, car le transistor de commutation est soit pleinement passant (faible Vds) soit pleinement bloqué (courant nul), minimisant les pertes de puissance dans le pilote.

Variables

• V_eff — Tension efficace (moyenne) vue par le moteur (V)
• V_cc — Tension d’alimentation (V)
• D — Rapport cyclique PWM (rapport de 0 à 1)

Notes pratiques

La fréquence PWM doit être suffisamment élevée pour que l'inductance du moteur lisse l'ondulation de courant. Fréquences PWM typiques : petits moteurs CC 20-50 kHz (au-dessus de la plage audible), gros moteurs 5-20 kHz, les servos de modélisme utilisent 50 Hz avec une largeur d'impulsion de 1-2 ms. À très faible rapport cyclique, le moteur peut ne pas produire assez de couple pour démarrer (à-coups). La vitesse réelle du moteur n'est pas parfaitement proportionnelle au rapport cyclique en raison de la force contre-électromotrice, du frottement et des variations de charge.