کنترل موتور به زبان ساده: راهنمای جامع تولید سیگنال PWM

مدولاسیون عرض پالس (PWM) یک تکنیک قدرتمند است که به طور گسترده در کاربردهای کنترل موتور در سراسر جهان استفاده می‌شود. تطبیق‌پذیری، کارایی و سهولت پیاده‌سازی آن، این تکنیک را به سنگ بنای سیستم‌های تعبیه‌شده مدرن و الکترونیک قدرت تبدیل کرده است. این راهنمای جامع با هدف ارائه درک عمیق از تولید سیگنال PWM، شامل اصول بنیادی، روش‌های مختلف پیاده‌سازی، ملاحظات عملی و موضوعات پیشرفته مرتبط با پروژه‌های مهندسی بین‌المللی است.

مدولاسیون عرض پالس (PWM) چیست؟

PWM روشی برای کنترل توان متوسط تحویلی به یک بار الکتریکی از طریق روشن و خاموش کردن منبع تغذیه با فرکانس بالا است. «عرض پالس» به مدت زمانی اشاره دارد که سیگنال در حالت «روشن» (ولتاژ بالا) در مقایسه با دوره کامل چرخه قرار دارد. این نسبت که به صورت درصد بیان می‌شود، به عنوان چرخه وظیفه (duty cycle) شناخته می‌شود.

به عنوان مثال، چرخه وظیفه ۵۰٪ به این معنی است که سیگنال برای نیمی از دوره «روشن» و برای نیمه دیگر «خاموش» است. چرخه وظیفه بالاتر به معنای تحویل توان بیشتر به بار است، در حالی که چرخه وظیفه پایین‌تر به معنای توان کمتر است.

پارامترهای کلیدی سیگنال PWM

• فرکانس: نرخ تکرار چرخه سیگنال PWM (اندازه‌گیری شده بر حسب هرتز - Hz). فرکانس‌های بالاتر معمولاً منجر به عملکرد نرم‌تر موتور می‌شوند اما ممکن است تلفات سوئیچینگ را افزایش دهند.
• چرخه وظیفه: درصد زمانی که سیگنال در هر چرخه «روشن» است (بیان شده به صورت درصد یا یک مقدار اعشاری بین ۰ و ۱). این پارامتر مستقیماً ولتاژ متوسط اعمال شده به موتور را کنترل می‌کند.
• رزولوشن: تعداد سطوح گسسته چرخه وظیفه موجود. رزولوشن بالاتر کنترل دقیق‌تری بر سرعت و گشتاور موتور فراهم می‌کند. رزولوشن اغلب بر حسب بیت بیان می‌شود. به عنوان مثال، یک PWM ۸ بیتی دارای ۲۵۶ (۲^۸) مقدار ممکن برای چرخه وظیفه است.

چرا از PWM برای کنترل موتور استفاده کنیم؟

PWM مزایای متعددی نسبت به روش‌های آنالوگ سنتی کنترل موتور ارائه می‌دهد که آن را به انتخاب ارجح در بسیاری از کاربردها تبدیل کرده است:

• کارایی: PWM در حالت سوئیچینگ کار می‌کند و اتلاف توان در ادوات سوئیچینگ (مانند ماسفت‌ها، IGBT‌ها) را به حداقل می‌رساند. این امر منجر به کارایی انرژی بالاتر در مقایسه با رگولاتورهای ولتاژ خطی می‌شود که توان اضافی را به صورت گرما تلف می‌کنند. این موضوع به ویژه در دستگاه‌های با باتری یا کاربردهایی که حفظ انرژی حیاتی است، اهمیت دارد.
• کنترل دقیق: با تغییر چرخه وظیفه، PWM امکان کنترل دقیق بر ولتاژ متوسط اعمال شده به موتور را فراهم می‌کند و تنظیم دقیق سرعت و گشتاور را ممکن می‌سازد.
• انعطاف‌پذیری: PWM را می‌توان به راحتی با استفاده از میکروکنترلرها، پردازنده‌های سیگنال دیجیتال (DSP) و کنترلرهای اختصاصی PWM تولید کرد. این امر انعطاف‌پذیری در طراحی سیستم را فراهم کرده و امکان ادغام با سایر الگوریتم‌های کنترلی را می‌دهد.
• کاهش اتلاف گرما: از آنجایی که ادوات سوئیچینگ یا کاملاً روشن یا کاملاً خاموش هستند، اتلاف گرما در مقایسه با روش‌های کنترل خطی به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. این امر مدیریت حرارتی را ساده کرده و نیاز به هیت‌سینک‌های بزرگ را کاهش می‌دهد.

روش‌های تولید سیگنال PWM

سیگنال‌های PWM را می‌توان با استفاده از تکنیک‌های مختلفی، از مدارهای آنالوگ ساده گرفته تا راه‌حل‌های پیچیده مبتنی بر میکروکنترلر، تولید کرد. در اینجا برخی از روش‌های متداول آورده شده است:

۱. تولید PWM آنالوگ

تولید PWM آنالوگ معمولاً شامل استفاده از یک مقایسه‌گر برای مقایسه یک ولتاژ مرجع (که نشان‌دهنده چرخه وظیفه مورد نظر است) با یک شکل موج دندان‌اره‌ای یا مثلثی است. هنگامی که شکل موج دندان‌اره‌ای از ولتاژ مرجع فراتر می‌رود، خروجی مقایسه‌گر تغییر حالت می‌دهد و سیگنال PWM را ایجاد می‌کند.

مزایا: پیاده‌سازی ساده با قطعات در دسترس. معایب: دقت و انعطاف‌پذیری محدود. حساس به تغییرات قطعات و دریفت دمایی. برای الگوریتم‌های کنترل پیچیده مناسب نیست.

مثال: استفاده از یک تقویت‌کننده عملیاتی (op-amp) که به عنوان مقایسه‌گر پیکربندی شده است، همراه با یک موج دندان‌اره‌ای تولید شده توسط یک مدار RC و یک تقسیم‌کننده ولتاژ متغیر برای تنظیم چرخه وظیفه. این روش اغلب در مدارهای کنترل موتور پایه یا نمایش‌های آموزشی استفاده می‌شود.

۲. تولید PWM مبتنی بر میکروکنترلر

میکروکنترلرها رایج‌ترین پلتفرم برای تولید سیگنال‌های PWM در سیستم‌های کنترل موتور مدرن هستند. اکثر میکروکنترلرها دارای ماژول‌های PWM داخلی (تایمرها/شمارنده‌ها) هستند که می‌توانند برای تولید سیگنال‌های PWM با کنترل دقیق بر فرکانس، چرخه وظیفه و رزولوشن پیکربندی شوند.

مزایا: دقت، انعطاف‌پذیری و قابلیت برنامه‌ریزی بالا. پیاده‌سازی آسان الگوریتم‌های کنترل پیچیده و ادغام با سایر پریفرال‌ها. طیف گسترده‌ای از گزینه‌ها برای فرکانس، چرخه وظیفه و رزولوشن. نیاز به حداقل قطعات خارجی. معایب: نیاز به مهارت‌های برنامه‌نویسی و درک پریفرال‌های میکروکنترلر.

مراحل پیاده‌سازی:

1. پیکربندی تایمر/شمارنده: یک ماژول تایمر/شمارنده مناسب در میکروکنترلر را انتخاب کرده و حالت عملکرد آن (مثلاً حالت PWM، حالت مقایسه) را پیکربندی کنید.
2. تنظیم فرکانس PWM: مقدار پیش‌مقیاس‌کننده تایمر (prescaler) و مقدار مقایسه مورد نیاز را برای دستیابی به فرکانس PWM مورد نظر محاسبه کنید. این به فرکانس کلاک میکروکنترلر بستگی دارد.
3. تنظیم چرخه وظیفه: مقدار چرخه وظیفه مورد نظر را در رجیستر مقایسه مربوطه بنویسید. میکروکنترلر به طور خودکار سیگنال PWM را بر اساس این مقدار تولید می‌کند.
4. فعال کردن خروجی PWM: پین مربوطه میکروکنترلر را به عنوان خروجی پیکربندی کرده و عملکرد خروجی PWM را فعال کنید.

مثال (آردوینو):

```arduino int motorPin = 9; // پین دیجیتال متصل به درایور موتور int speed = 150; // سرعت موتور (۰-۲۵۵، معادل چرخه وظیفه ۰-۱۰۰٪) void setup() { pinMode(motorPin, OUTPUT); } void loop() { analogWrite(motorPin, speed); // تولید سیگنال PWM با چرخه وظیفه مشخص delay(100); // سرعت را برای ۱۰۰ میلی‌ثانیه حفظ کن } ```

مثال (STM32):

این شامل پیکربندی پریفرال TIM (تایمر) با استفاده از کتابخانه HAL STM32 است.

```c // مثال فرض می‌کند که TIM3 روی کانال ۱ (پین PA6) استفاده می‌شود TIM_HandleTypeDef htim3; // پیکربندی تایمر void MX_TIM3_Init(void) { TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0}; TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0}; TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0}; htim3.Instance = TIM3; htim3.Init.Prescaler = 71; // تنظیم Prescaler برای فرکانس مورد نظر htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim3.Init.Period = 999; // تنظیم Period برای فرکانس مورد نظر htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE; HAL_TIM_Base_Init(&htim3); sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL; HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig); HAL_TIM_PWM_Init(&htim3); sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET; sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE; HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig); sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.Pulse = 500; // تنظیم Pulse برای چرخه وظیفه (۰-۹۹۹) sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE; HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIM_MspPostInit(&htim3); } // شروع PWM HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1); ```

۳. کنترلرهای اختصاصی PWM

آی‌سی‌های کنترلر اختصاصی PWM یک راه‌حل راحت و اغلب کارآمدتر برای تولید سیگنال‌های PWM، به ویژه در کاربردهای کنترل موتور پرقدرت، ارائه می‌دهند. این آی‌سی‌ها معمولاً شامل ویژگی‌های حفاظتی داخلی مانند حفاظت در برابر جریان و ولتاژ بیش از حد هستند و ممکن است قابلیت‌های کنترلی پیشرفته‌ای را ارائه دهند.

مزایا: عملکرد بالا، ویژگی‌های حفاظتی یکپارچه، طراحی ساده، اغلب برای انواع موتور خاص بهینه‌سازی شده‌اند. معایب: انعطاف‌پذیری کمتر در مقایسه با راه‌حل‌های مبتنی بر میکروکنترلر، هزینه بالاتر در مقایسه با قطعات گسسته.

مثال: استفاده از آی‌سی درایور گیت DRV8301 یا DRV8305 از شرکت Texas Instruments، که شامل چندین کانال PWM و ویژگی‌های حفاظتی است که به طور خاص برای کاربردهای کنترل موتور سه‌فاز طراحی شده‌اند. این آی‌سی‌ها معمولاً در درایوهای موتور DC بدون جاروبک (BLDC) برای رباتیک، پهپادها و اتوماسیون صنعتی استفاده می‌شوند.

کاربردهای کنترل موتور با PWM

PWM در طیف گسترده‌ای از کاربردهای کنترل موتور استفاده می‌شود، از جمله:

• کنترل سرعت موتور DC: با تغییر چرخه وظیفه سیگنال PWM اعمال شده به یک موتور DC، سرعت آن را می‌توان به دقت کنترل کرد. این روش به طور گسترده در رباتیک، وسایل نقلیه الکتریکی و لوازم خانگی استفاده می‌شود.
• کنترل سروو موتور: سروو موتورها از سیگنال‌های PWM برای کنترل موقعیت خود استفاده می‌کنند. عرض پالس موقعیت زاویه‌ای شفت موتور را تعیین می‌کند. سروو موتورها در رباتیک، هواپیماهای مدل و اتوماسیون صنعتی رایج هستند.
• کنترل استپر موتور: اگرچه استپر موتورها معمولاً با استفاده از درایورهای اختصاصی استپر موتور کنترل می‌شوند، PWM می‌تواند برای کنترل جریان در سیم‌پیچ‌های موتور استفاده شود که امکان میکرواستپینگ و بهبود عملکرد را فراهم می‌کند.
• کنترل موتور DC بدون جاروبک (BLDC): موتورهای BLDC به کموتاسیون الکترونیکی نیاز دارند که معمولاً با استفاده از یک میکروکنترلر یا کنترلر اختصاصی موتور BLDC که سیگنال‌های PWM را برای کنترل جریان‌های فاز موتور تولید می‌کند، انجام می‌شود. موتورهای BLDC در کاربردهای مختلفی از جمله وسایل نقلیه الکتریکی، پهپادها و ابزارهای برقی استفاده می‌شوند.
• کنترل اینورتر: اینورترها از PWM برای تولید شکل موج‌های AC از یک منبع DC استفاده می‌کنند. با کنترل سوئیچینگ ترانزیستورهای قدرت (مانند ماسفت‌ها یا IGBT‌ها) با سیگنال‌های PWM، اینورترها می‌توانند ولتاژ AC سینوسی با فرکانس و دامنه قابل تنظیم تولید کنند. اینورترها در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر، منابع تغذیه بدون وقفه (UPS) و درایوهای موتور استفاده می‌شوند.

ملاحظات برای تولید سیگنال PWM در کنترل موتور

هنگام پیاده‌سازی PWM برای کنترل موتور، چندین عامل باید برای بهینه‌سازی عملکرد و اطمینان از عملکرد قابل اعتماد در نظر گرفته شود:

۱. انتخاب فرکانس PWM

انتخاب فرکانس PWM حیاتی است و به موتور و کاربرد خاص بستگی دارد. فرکانس‌های بالاتر معمولاً منجر به عملکرد نرم‌تر موتور و کاهش نویز صوتی می‌شوند اما تلفات سوئیچینگ را در ترانزیستورهای قدرت افزایش می‌دهند. فرکانس‌های پایین‌تر می‌توانند تلفات سوئیچینگ را کاهش دهند اما ممکن است باعث لرزش موتور و نویز صوتی شوند.

راهنمایی‌های کلی:

• موتورهای DC: فرکانس‌های بین ۱ کیلوهرتز و ۲۰ کیلوهرتز معمولاً استفاده می‌شوند.
• سروو موتورها: فرکانس PWM معمولاً توسط مشخصات سروو موتور تعیین می‌شود (اغلب حدود ۵۰ هرتز).
• موتورهای BLDC: فرکانس‌های بین ۱۰ کیلوهرتز و ۵۰ کیلوهرتز اغلب برای به حداقل رساندن تلفات سوئیچینگ و نویز صوتی استفاده می‌شوند.

هنگام انتخاب فرکانس PWM، اندوکتانس موتور و مشخصات سوئیچینگ ترانزیستورهای قدرت را در نظر بگیرید. موتورهای با اندوکتانس بالاتر ممکن است به فرکانس‌های پایین‌تر برای جلوگیری از ریپل جریان بیش از حد نیاز داشته باشند. ترانزیستورهای با سوئیچینگ سریع‌تر امکان استفاده از فرکانس‌های بالاتر را بدون افزایش قابل توجه تلفات سوئیچینگ فراهم می‌کنند.

۲. رزولوشن چرخه وظیفه

رزولوشن چرخه وظیفه، میزان دقت کنترل بر سرعت و گشتاور موتور را تعیین می‌کند. رزولوشن بالاتر امکان تنظیمات دقیق‌تر و عملکرد نرم‌تر را به خصوص در سرعت‌های پایین فراهم می‌کند. رزولوشن مورد نیاز به الزامات دقت کاربرد بستگی دارد.

مثال: یک PWM ۸ بیتی ۲۵۶ سطح چرخه وظیفه گسسته فراهم می‌کند، در حالی که یک PWM ۱۰ بیتی ۱۰۲۴ سطح فراهم می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق سرعت دارند، معمولاً PWM با رزولوشن بالاتر ترجیح داده می‌شود.

میکروکنترلرهایی با ماژول‌های PWM با رزولوشن بالاتر (مانند ۱۲ بیتی یا ۱۶ بیتی) بهترین عملکرد را در کاربردهای کنترل موتور خواستار ارائه می‌دهند.

۳. درج زمان مرده (Dead Time)

در درایوهای موتور پل H، درج یک تأخیر کوتاه (زمان مرده) بین خاموش کردن یک ترانزیستور و روشن کردن ترانزیستور مقابل ضروری است. این کار از جریان‌های شورت (shoot-through) که می‌توانند به ترانزیستورها آسیب برسانند، جلوگیری می‌کند. شورت زمانی رخ می‌دهد که هر دو ترانزیستور در یک شاخه از پل H به طور لحظه‌ای همزمان روشن باشند و یک اتصال کوتاه در سراسر منبع تغذیه ایجاد کنند.

محاسبه زمان مرده: زمان مرده مورد نیاز به سرعت سوئیچینگ ترانزیستورها و اندوکتانس پراکنده در مدار بستگی دارد. این زمان معمولاً در محدوده چند صد نانوثانیه تا چند میکروثانیه است.

بسیاری از ماژول‌های PWM میکروکنترلرها دارای ویژگی‌های تولید زمان مرده داخلی هستند که پیاده‌سازی درایوهای موتور پل H را ساده می‌کند.

۴. فیلتر کردن و کاهش EMI

سیگنال‌های PWM به دلیل سوئیچینگ سریع جریان‌ها می‌توانند تداخل الکترومغناطیسی (EMI) ایجاد کنند. می‌توان از تکنیک‌های فیلترینگ برای کاهش EMI و بهبود عملکرد کلی سیستم استفاده کرد. روش‌های فیلترینگ متداول عبارتند از:

• مهره‌های فریت: روی سیم‌های تغذیه موتور قرار می‌گیرند تا نویز فرکانس بالا را سرکوب کنند.
• خازن‌ها: برای دکوپلاژ منبع تغذیه و فیلتر کردن اسپایک‌های ولتاژ استفاده می‌شوند.
• کابل‌های شیلددار: انتشار تشعشعات از کابل‌های موتور را به حداقل می‌رسانند.

طراحی دقیق PCB نیز برای به حداقل رساندن EMI حیاتی است. مسیرهای جریان بالا را کوتاه و پهن نگه دارید و از صفحات زمین برای فراهم کردن یک مسیر بازگشت با امپدانس پایین برای جریان‌ها استفاده کنید.

۵. کنترل فیدبک

برای کنترل دقیق موتور، اغلب از تکنیک‌های کنترل فیدبک استفاده می‌شود. کنترل فیدبک شامل اندازه‌گیری سرعت، موقعیت یا جریان موتور و تنظیم چرخه وظیفه PWM بر اساس آن برای حفظ عملکرد مطلوب است. الگوریتم‌های کنترل فیدبک متداول عبارتند از:

• کنترل PID: کنترل تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID) یک الگوریتم کنترل فیدبک پرکاربرد است که چرخه وظیفه PWM را بر اساس خطا بین سرعت یا موقعیت مطلوب و واقعی موتور تنظیم می‌کند.
• کنترل میدان-محور (FOC): FOC یک تکنیک کنترل پیشرفته است که برای موتورهای BLDC و AC استفاده می‌شود. این روش گشتاور و شار موتور را به طور مستقل کنترل می‌کند و منجر به کارایی بالا و عملکرد دینامیکی می‌شود.

پیاده‌سازی کنترل فیدبک به یک میکروکنترلر با قابلیت‌های مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای اندازه‌گیری سیگنال‌های فیدبک و قدرت پردازش کافی برای اجرای الگوریتم‌های کنترل در زمان واقعی نیاز دارد.

تکنیک‌های پیشرفته PWM

فراتر از تولید PWM پایه، چندین تکنیک پیشرفته می‌توانند عملکرد کنترل موتور را بیشتر بهبود بخشند:

۱. PWM بردار فضایی (SVPWM)

SVPWM یک تکنیک PWM پیچیده است که در درایوهای اینورتر سه‌فاز استفاده می‌شود. این روش بهره‌برداری بهتر از ولتاژ و کاهش اعوجاج هارمونیکی را در مقایسه با PWM سینوسی سنتی فراهم می‌کند. SVPWM توالی سوئیچینگ بهینه برای ترانزیستورهای اینورتر را برای سنتز بردار ولتاژ خروجی مورد نظر محاسبه می‌کند.

۲. مدولاسیون سیگما-دلتا

مدولاسیون سیگما-دلتا تکنیکی است که برای تولید سیگنال‌های PWM با رزولوشن بالا استفاده می‌شود. این روش شامل نمونه‌برداری بیش از حد از سیگنال مورد نظر و استفاده از یک حلقه فیدبک برای شکل‌دهی نویز کوانتیزاسیون است که منجر به سیگنالی با نسبت سیگنال به نویز بالا می‌شود. مدولاسیون سیگما-دلتا اغلب در تقویت‌کننده‌های صوتی و کاربردهای کنترل موتور با دقت بالا استفاده می‌شود.

۳. PWM تصادفی

PWM تصادفی شامل تغییر تصادفی فرکانس یا چرخه وظیفه PWM برای پخش طیف EMI است. این کار می‌تواند سطوح اوج EMI را کاهش داده و عملکرد کلی سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) سیستم را بهبود بخشد. PWM تصادفی اغلب در کاربردهایی که EMI یک نگرانی مهم است، مانند کاربردهای خودرو و هوافضا، استفاده می‌شود.

استانداردها و مقررات بین‌المللی

هنگام طراحی سیستم‌های کنترل موتور برای بازارهای بین‌المللی، رعایت استانداردها و مقررات مربوطه مهم است، مانند:

• IEC 61800: سیستم‌های درایو قدرت الکتریکی با سرعت قابل تنظیم
• UL 508A: استاندارد برای پنل‌های کنترل صنعتی
• نشان CE: نشان‌دهنده انطباق با استانداردهای بهداشت، ایمنی و حفاظت از محیط زیست اتحادیه اروپا است.
• RoHS: دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک
• REACH: ثبت، ارزیابی، صدور مجوز و محدودیت مواد شیمیایی

این استانداردها جنبه‌هایی مانند ایمنی، EMC و انطباق با محیط زیست را پوشش می‌دهند. مشورت با کارشناسان مقررات برای اطمینان از انطباق با الزامات قابل اجرا در بازارهای هدف توصیه می‌شود.

مثال‌ها و مطالعات موردی جهانی

مثال ۱: کنترل موتور خودروی الکتریکی (EV)

خودروهای الکتریکی از سیستم‌های کنترل موتور پیچیده مبتنی بر PWM برای مدیریت سرعت و گشتاور موتور کششی استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها اغلب از الگوریتم‌های FOC و تکنیک‌های پیشرفته PWM (مانند SVPWM) برای به حداکثر رساندن کارایی و عملکرد استفاده می‌کنند. شرکت‌های بین‌المللی مانند تسلا (آمریکا)، BYD (چین) و فولکس‌واگن (آلمان) در خط مقدم فناوری کنترل موتور خودروهای الکتریکی قرار دارند.

مثال ۲: رباتیک صنعتی

ربات‌های صنعتی برای انجام وظایف پیچیده به کنترل دقیق موتور متکی هستند. سروو موتورها و موتورهای BLDC به طور معمول استفاده می‌شوند و PWM برای کنترل موقعیت و سرعت آنها به کار می‌رود. شرکت‌هایی مانند ABB (سوئیس)، Fanuc (ژاپن) و KUKA (آلمان) تولیدکنندگان پیشرو ربات‌های صنعتی و سیستم‌های کنترل موتور هستند.

مثال ۳: سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر

اینورترها در سیستم‌های برق خورشیدی و توربین‌های بادی از PWM برای تبدیل توان DC به توان AC برای اتصال به شبکه استفاده می‌کنند. تکنیک‌های پیشرفته PWM برای به حداقل رساندن اعوجاج هارمونیکی و به حداکثر رساندن کارایی انرژی استفاده می‌شوند. SMA Solar Technology (آلمان) و Vestas (دانمارک) بازیگران اصلی در بخش انرژی‌های تجدیدپذیر هستند که سیستم‌های کنترل اینورتر پیچیده‌ای را توسعه می‌دهند.

نتیجه‌گیری

تولید سیگنال PWM یک تکنیک بنیادی در سیستم‌های کنترل موتور مدرن است. این راهنما اصول PWM، روش‌های مختلف پیاده‌سازی، ملاحظات عملی و موضوعات پیشرفته مرتبط با پروژه‌های مهندسی بین‌المللی را بررسی کرده است. با درک تفاوت‌های ظریف PWM و در نظر گرفتن دقیق الزامات کاربرد، مهندسان می‌توانند سیستم‌های کنترل موتور کارآمد، قابل اعتماد و با عملکرد بالا را برای طیف گسترده‌ای از کاربردها در سراسر جهان طراحی کنند. چه یک کنترلر سرعت موتور DC ساده باشد و چه یک درایو موتور BLDC پیچیده، تسلط بر PWM برای هر مهندسی که در زمینه کنترل موتور و الکترونیک قدرت کار می‌کند، ضروری است.