エンベデッドシステムスペシャリスト試験 令和5年度 秋期 午前II 問10

【正解】エ

PWMは、Pulse Width Modulation、すなわちパルス幅変調の略です。DCモーターへの電圧を高速にオン、オフし、一定周期の中でオンになっている時間の割合であるデューティ比を変化させます。周期をT、オン時間をTonとすると、デューティ比DはD＝Ton÷Tで求められます。電源電圧をVとすれば、モーターに加わる平均電圧はおおむねV×Dとなります。例えば、デューティ比25％より75％の方が平均電圧が高くなり、一般にDCモーターの回転数も高くなります。したがって、デューティ比によって回転数を制御するエが正解です。

アのパルス周期によって回転角を制御するという説明は誤りです。DCモーターのPWM制御では、通常は周期を一定に保ち、オン時間の割合を変えて平均電圧を調整します。周期そのものを回転角の指定値にはしません。

イのパルス数によって回転角を制御するという説明は誤りです。パルス数に対応して一定角度ずつ回転させる方法は、主にステッピングモーターの制御です。

ウのパルス数によって回転数を制御するという説明は誤りです。パルス数は一定時間当たりの個数ではなく総数なので、回転の速さを直接表しません。ステッピングモーターではパルス周波数が回転速度に対応しますが、DCモーターのPWM制御とは別の方式です。

【ポイント】 PWMでは、周期又は周波数を基本的に一定とし、デューティ比を変化させます。 スイッチ素子のオン、オフ制御なので、連続的に電圧を下げる方式より電力損失を抑えやすい特徴があります。 デューティ比が大きいほど平均電圧が上がり、一般に回転数が高くなります。