手里有一不错的直流电机,打算做一个电钻,不想只是简单的开关控制,那样启动转速过高,不利于定位,尤其用细小钻头时,同心度再稍微差点的话,使用起来就更不爽,甚至断钻头,于是决定做成可调速的。先接可调稳压电源试了下,15V供电时堵转电流超过3A,劲很大,而实际工作电压可以高到40V,看来还可以,调低电压转速下降同时扭矩也下降,转速越低越没劲。当然,压根没打算接稳压电源调速使用,要做就做到电钻手把里一体单手操作更方便使用。
把论坛搜了个遍,参照不少关于直流电钻调速的帖子,好些个人似乎对线性调压调速嗤之以鼻,觉得线性调压调速很低级,认为这种方式在低速时扭矩太小,要效果好得采用PWM调速才够高级,典型的NE555+场效应管电路。那我要做肯定就做高端大气上档次的PWM调速咯,找了几个图,如下,有线路原理图,有实物图,都大同小异。
按照图先在洞洞板上焊了个来试验,一次就成功(本来就简单,呵呵),调速平稳,各种情况下甚至短时间堵转场管温度极低甚至没有温升,由PWM调速带来的噪音也不大,完全可以无视。以为大功告成,却发现电钻跟接可调稳压电源完全一样转速越低越没劲,咦...,不是说PWM调速比线性调压调速低速扭矩大吗?接下来把几个电路都试了一遍,结果都差不多。进一步尝试改变555外围参数,甚至按照实物图中调整(实物图中只能看到电阻值,无法判断电容值),反反复复试验并与接可调稳压电源比较,最终也没得到想象的效果。
以上实验结论是,无论用线性调压调速还是PWM调速,电钻均表现为扭矩随转速变化,差不多的转速下扭矩也差不多(没有测转速的设备,只能说“差不多”),转速越低扭矩越小。两种方式实现调速的过程不同,但结果都一样。且各有优缺点,线性调压调速优点是电路可以相对简单(典型的如LM317之类)稳定,成本较低,使用中电机转速平稳,噪音小,几乎只有机械摩擦噪音,致命的缺点是,效率低,不节能,最直接的表现就是电路温度会非常高,散热很头痛,加上散热器的话体积庞大; PWM调速优点是效率高,节能,电路工作发热量极低,用于一般小型电动工具调速甚至都无需散热器,体积也就可以做得很小和工具一体,但缺点也是有的,电路相对更复杂点点,成本高一点点,电机转速没有线性供电平稳,噪音也更大,只不过这些缺点在实际使用中和优点相比完全可以忽略,可能正是这样PWM方式得以广泛使用吧。(未完下一楼继续)