Pulsbreedtemodulatie

Bij een traditionele analoge aansturing wordt een instelbare continue spanning op de rails gezet. In de praktijk wordt deze spanning meestal ingesteld met een regelbare transformator.
Bij pulsbreedtemodulatie wordt altijd een vaste spanning op de rails gezet. In dit voorbeeld 15 volt. De spanning is 0 volt of 15 volt. De 15 volt staat echter niet permanent op de rails, maar wordt aan en uit geschakeld met een (typische) frequentie van 100 Hz. Door nu de tijdsduur dat de 15 volt op de rails staat (= de pulsbreedte) te varieren wordt het aan de motor toegevoerde vermogen geregeld en daarmee de snelheid. In onderstaand plaatje wordt gepoogd e.e.a. verder te verduidelijken:

Voordelen van pulsbreedtemodulatie:

Soepel en langzaam optrekken. Bij analoge regeling is dat vaak moeilijk omdat een motor tijdens stilstand een grotere wrijvingsweerstand heeft dan bij draaien. Een motor waarvan de spanning langzaam wordt opgevoerd zal dan ook met een rukje in beweging komen. Bij pulsbreedtemodulatie treedt dit effect niet op omdat de motor in feite een serie hele korte stootjes krijgt.
Betere regeling bij lage snelheden. De loks kunnen echt op kruipsnelheid rijden.
Minder gevoelig voor vuil op rails en wielen. Vooral bij lage snelheden wil bij analoge regeling een vuiltje op de rails nog wel eens voor een kleine elektrische weerstand en een ongewenste stop van een lok zorgen. Bij pulsbreedtemodulatie zijn de gevolgen minder omdat de hogere spanning de invloed van een eventuele overgangsweerstand sterk vermindert.
Eenvoudige elektronische regeling. Pulsbreedtemodulatie is vrij eenvoudig met elektronica te realiseren. Een analoge regeling ook wel, maar dan moet je de overtollige spanning/energie laten dissiperen in, bijvoorbeeld, een transistor. Dit leidt tot warmteontwikkeling, koelingsproblemen en meer storingen. Bovendien gooi je energie weg en moet je dus een zwaardere (= duurdere) transformator toepassen dan strikt nodig is. Wil je dat niet dan moet je terugvallen op de dure regelbare transformatoren (en die kun je niet met de computer sturen). Een pulsbreedtemodulator is intrinsiek zuinig met energie.

Nadelen van pulsbreedtemodulatie:

Motoren maken meer geluid. Vooral bij lage snelheden treedt meer ' brom' op dan bij een analoge regeling.
Het continue schakelen zorgt voor meer storing op radio en TV. Aangezien alles tegenwoordig toch ' kabel' is maakt dat niet zoveel meer uit, maar toch....
Men zegt wel eens dat een gelijkstroommotor gemaakt is voor gelijkspanning en dat pulsbreedtemodulatie op de duur extra slijtage aan de motoren kan veroorzaken. In theorie is dat wellicht waar, maar voor zover ik weet is dit in de praktijk nooit echt gebleken. Bedenk daarbij dat ook de digitale decoders die bij een lokgestuurd systeem in loks gebouwd worden werken met pulsbreedtemodulatie
Als je beschikt over loks met een klokankermotor (ook wel Faulhaber genoemd) dan gedraagt deze zich op pulsbreedtemodulatie duidelijk anders dan normale motoren. Ook een klokanker laat zich echter op pulsbreedtemodulatie goed regelen. Als je gebruik maakt van de combinatie DINAMO/Koploper zijn de onderlinge verschillen in de besturingssoftware volledig op te vangen.