Рассмотрим наиболее удобный метод регулировки скорости вращения электродвигателя постоянного тока основан на использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
Достоинства широтно-импульсного способа регулирования мощности в цепях постоянного тока широко известны. В случае мощных низковольтных нагрузок (до 20 В), где зачастую необходимо управлять значительными токами, данный способ практически безальтернативен. Множество вариантов схемной реализации ШИ-регуляторов неоднократно публиковалось в технической литературе и в интернете. Основой для их построения чаще всего служат интегральные таймеры, операционные усилители и компараторы, иногда ШИМ-регуляторы для вторичных источников питания. В качестве выходных ключей выгодно использовать n-канальные MOSFET транзисторы, обладающие близкими к идеальным ключевыми свойствами. Использование специализированных ИС для регулирования мощности ранее ограничивалось их труднодоступностью, возможно поэтому публикации по их практическому применению отсутствуют.
Для генерации ШИМ сигнала можно взять схему на основе микросхемы LM555. Самая простая схема регулятора оборотов двигателя постоянного тока показана на рисунке:
Здесь Q1 – полевой транзистор n-типа, способный выдерживать максимальный ток двигателя при заданном напряжении и нагрузке на валу. Напряжение для питания микросхемы LM555 от 3 до 18 В, а напряжение для питания двигателе может быть больше ( в зависимости от параметров полевого транзистора). Частоту ШИМ сигнала можно рассчитать по формуле:
F = 1.44/(R1*C1), [Гц]
где R1 в омах, C1 в фарадах.
При номиналах указанных на схеме выше, частота ШИМ сигнала будет равна:
F = 1.44/(50000*0.0000001) = 290 Гц.
