なぜ可変抵抗を使用する代わりにPWMを使用してDCモーター速度を制御するのですか？

私の質問は、最後に（速度を変更するために）PWM（パルス幅変調）と可変抵抗の両方のケースでDCモーターの入力電圧を制御することです。より良い精度を得るため、または余分な電力を消費しないためにPWMを選択する唯一の理由はありますか？それが唯一の理由である場合、簡単なデモンストレーションにPWM機器を使用するのは奇妙に思えます。

電力効率 モーターの誘導により、電流が平均化されます。同時に、PWMモードのトランジスタはインピーダンスが非常に低いため、電圧降下が小さく、電力損失が低くなります。直列抵抗の場合、多くの電力が直列抵抗で消費されます。

速度制御動作 PWMを使用すると、電源は常に高電圧と低電圧の間で切り替えられますが、モーターは非常に低い電源インピーダンスを「認識」します。その結果、モーターのトルクがはるかに高くなります。直列抵抗を使用すると、モーターの電源が非常に弱くなり、ローターが失速しやすくなります。

制御回路 制御電子機器（マイクロコントローラなど）の場合、トランジスタのオン/オフを切り替えるのは非常に簡単です。アナログ電圧を出力したり、直列抵抗を制御したりするには、はるかに高価な回路が必要になり、電力消費が増加します。

ポテンショメータを使用してモーターの速度を確実に制御できますが、抵抗を直列に接続すると電圧降下が発生するため、抵抗と熱損失の形で電力とエネルギーを無駄にします。

PWMがあるということは、直列に抵抗器がないことを意味し、熱の形で無駄がなくなることを意味します。モーターをONとOFFの間で往復させるだけで、平均値から電圧が得られます。したがって、電力の無駄はありません。

12V電源に対して0.5デューティサイクルを持ち、平均で6Vを供給し、スイッチングを使用して速度を制御します。

より良い精度は議論の余地があります。モーターはフィルターとして機能し、入力電流の平均値（またはそれに関連するもの）を使用して移動します。そのため、定電流（抵抗の場合）またはPWMを供給することは実際には重要ではありません。たぶん、精度よりも汎用性の方が良いでしょう。

余分な電力を消費しないことが1つの理由であり、おそらくこれがPWMを使用する主な理由であると思われます。たとえば、マイクロコントローラーユニットからPWMでモーターを制御するのは簡単です。PWMを生成するためのカウンターをコーディングし、出力をモータードライブに接続するだけです（モーターに実際の電力を供給し、制御と電力を分離できるという利点もあります）。

PWMにより、マイクロコントローラーを使用してモーターを駆動することが可能になり、非常に多用途になります。そうしないと、デモは非常に単純になります（開始、停止、加速、減速、ポテンショメータがスロットルのように機能する）。