エンベデッドシステムスペシャリスト 2023年 午前2 問10

DCモーターのPWM制御【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. PWMが「パルス幅を変える制御」であることを確認します。
2. パルス幅を変えると、オン時間の割合であるデューティ比が変化します。
3. DCモーターでは、デューティ比によって平均的な印加電圧が変化します。
4. 平均電圧の変化を利用して回転数を制御するため、エを選びます。

選択肢別の誤答解説

• ア：パルス周期によって回転角を制御する
  パルス周期は、パルスが繰り返される時間間隔です。PWMの回転数制御で主に変えるのはデューティ比であり、周期によって回転角を制御する説明ではありません。
• イ：パルス数によって回転角を制御する
  パルス数で回転角を制御するのは、主にステッピングモーターの制御で見られる考え方です。DCモーターのPWM制御の説明ではありません。
• ウ：パルス数によって回転数を制御する
  PWMでは、単位時間当たりのパルス数ではなく、パルスのデューティ比を変えて回転数を制御します。
• エ：パルスのデューティ比によって回転数を制御する
  デューティ比を変えてモーターへの平均印加電圧を調整し、回転数を制御します。PWM制御の説明として適切です。

よくある誤解

• パルスの周期を変えることがPWMだと思う
  PWMで制御する対象は、基本的にパルスのオン時間の割合であるデューティ比です。
• パルス数でDCモーターの回転角を制御できると思う
  パルス数と回転角の対応は、ステッピングモーターの制御でよく使われます。モーターの種類による制御方式の違いに注意してください。
• デューティ比と回転数が常に完全な比例関係にあると思う
  デューティ比を大きくすると回転数は一般に上がりますが、実際の回転数は負荷やモーターの特性などにも影響されます。

補足コラム

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