Introducción
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| Modulación por anchura de pulsos |
La modulación por anchura de pulsos (ó PWM, del ingles pulse-width modulation) es una técnica de modulación en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica para, entre otras cosas, variar la velocidad de un motor.
El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho
relativo de su parte positiva en relación al período. Cuando mas tiempo
pase la señal en estado alto, mayor será la velocidad del motor.
Este tren de pulsos, en realidad, hace que el motor marche
alimentado por la tensión máxima de la señal durante el tiempo en que
esta se encuentra en estado alto, y que pare en los tiempos en que la
señal esta en estado bajo.
Frecuencia de la señal portadora
La frecuencia
de la señal portadora no debe ser elegida alegremente, si no que se
debe tener en cuenta que la relación de amplitudes entre la señal
portadora y la moduladora sean tales, que la relación entre la frecuencia de la portadora y la de señal sea de 10 a 1 como mínimo.
Aplicaciones
El abanico de aplicaciones en las que se puede utilizar esta técnica
es muy amplio, incluyendo el control de fuentes conmutadas, controles de
motores, controles de elementos termoeléctricos, choppers para sensores
en ambientes ruidosos y algunas otras aplicaciones, tales como el
manejo de servos de modelismo. En la actualidad existen muchos circuitos
integrados que integran la función PWM, tales como los
microcontroladores PIC que hemos utilizado en otros proyectos. Se
distinguen por fabricar este tipo de integrados compañías como Texas
Instruments, National Semiconductor, Maxim, y algunas otras mas.
PWM utilizado para generar una onda cuasi sinusoidal.
En relación a los motores, que es de lo que trata este documento, podemos decir que la modulación por ancho de pulsos es una técnica utilizada para regular la velocidad de giro de los motores eléctricos. Mantiene el par motor constante y no supone un desaprovechamiento de la energía eléctrica. Se utiliza, como su nombre lo indica, al controlar mediante algún circuito de potencia el momento alto (encendido o alimentado) y el momento bajo (apagado o desconectado) del motor.
Otros sistemas para regular la velocidad modifican la tensión
eléctrica, con lo que disminuye el par motor; o interponen una
resistencia eléctrica, con lo que se pierde energía en forma de calor en
esta resistencia.
Duty Cycle
Recibe este nombre la relación de tiempos entre el estado alto y bajo
de la señal utilizada. Se expresa como un porcentaje entre el periodo y
el ancho del pulso. Cuando el Duty Cycle es cercano al 100%, el motor
girara a una velocidad cercana a la máxima, ya que la tensión promedio
aplicada en sus bornes será casi igual a V. Si el Duty Cycle se aproxima
a 0%, el motor girara muy despacio, ya que la tensión promedio será
casi cero.
PWM utilizado para generar una onda cuasi sinusoidal.