Где разместить конденсатор для предотвращения образования дуги в коллекторном двигателе постоянного тока?

Основой конструкции H-моста, который управляет двигателем постоянного тока, является накопительный конденсатор, подключенный к питанию H-моста. Этот конденсатор «впитывает» оставшуюся энергию в двигателе, которая принудительно подключается к шине питания. Следовательно, эта емкость (подразумеваемая вашей схемой) в некоторой степени стабилизирует подачу напряжения и во многих случаях может восстанавливать энергию торможения.

Таким образом, четыре конденсатора в вашей цепи можно рассматривать как эквивалент основного конденсатора питания и локального дугогасителя. Конечно, есть много способов снять шкуру с кошки.

Лично мне не нравится подход с четырьмя конденсаторами, потому что МОП-транзисторам достаточно тяжело приходится с их собственной паразитной емкостью. Я предпочитаю хороший объемный конденсатор на шинах и RC-демпфер на двигателе, но, как я уже сказал, есть много способов....

Это зависит . Это не простой ответ да/нет.

Это лучше для источника EME или EME, но, возможно, не нагружать коммутируемую щетку, повышая температуру для поглощения энергии дуги, если щеточный двигатель находится под полным пусковым током (x10).

Схематическая трасса и импеданс/индуктивность кабеля не показаны, поэтому переходный поток контурного тока и ЭМИ неизвестны. Таким образом, в двумерном моделировании это может показать, где импульс тока возрастает при проводимости, а ток затухает в мертвое время.

Но сколько помех создается?

Моделирование также может показать, но дисбаланс CM и направление тока дуги во время коммутации и пульсации тока ^2 * ESR = Pc Cap и, следовательно, повышение температуры и падение среднего времени безотказной работы примерно на 50% при повышении на 10°C.

Но он не будет работать как COMSOL и графически показывать перекрестные помехи взаимной индукции от помех к высокоимпедансным сигналам. (Расширенная трехмерная ЭМ-физика)

В экстремальных случаях RC//C может поглощать больше энергии и лучше фильтровать электромагнитные помехи и, возможно, влиять на повышение температуры контакта двигателя в хорошую или плохую сторону, в зависимости от демпфирования или шунтирования крышки, что ухудшает ситуацию.

Кабели являются самой большой проблемой или источником антенны синфазных электромагнитных помех или электромагнитных помех, как некоторые предпочитают это называть. Но ухудшение контактов двигателя из-за рассеивания энергии дуги также является ключевым конструктивным фактором и запасом по номинальному току пульсаций крышки.

Но если вы не заботитесь об EME, двигатель может уменьшить искрение во время выключения V=LdI/dt, но увеличить ток во время V/ESR=CdV/dt на более короткую продолжительность, но, возможно, более высокий ток, если только RC// меньше C с Дроссель CM на кабеле двигателя. Таким образом, оба метода могут быть рассмотрены в зависимости от макета.

Диоды также добавляют некоторую емкость в дополнение к Coss.

Другая проблема заключается в том, какой диод имеет более низкое ESR? Внешние или внутренние МОП-транзисторы. Если C диода увеличивается по мере того, как ESR падает с ростом рейтинга Pd, у вас уже есть некоторая емкость нагрузки бездействия, а направление тока от диодов такое же, как у предыдущего проводящего полевого транзистора, поэтому диоды должны быть близко к переключению RdsOn для устойчивое напряжение от текущего переключателя FET в течение мертвого времени.

Таким образом, если все сделано правильно , поддержание коммутационного тока двигателя от переключателей к диодам, по которым течет ток, будет уменьшаться за счет сосредоточенной емкости на переключателях более эффективно, чем на двигателе, потому что кабель является антенной помех. Это также требует, чтобы отношение драйвера к затвору и двигателю RdsOn было низким, чтобы управлять низкой емкостью диода ESR и шунтом EMI Cap <=0,1 мкФ в соответствии с DCR ограничения тока двигателя от сопротивления обмотки. Обычно соотношение >20 или < 5% потерь при ...
соотношении =Motor DCR/ RdsOn стока и
=. Драйвер ворот RdsOn / сток RdsOn для грубых практических правил 20 минимум не 1000, а некоторые 100:1

Чтобы отфильтровать искрение щеток двигателя, отлично подойдет MOV размером от 20 до 40 мм, рассчитанный на 150% мощности источника питания.

Это может быть дополнение к демпферу RC, например, 10 Ом последовательно с 100 нФ. Демпфер помогает постоянно снижать шум, в то время как MOV поглощает переходные процессы с пиками высокого напряжения.

Конденсатор может быть размещен непосредственно на контактах двигателя, но его емкость ограничивается фильтрацией только случайных ВЧ-помех, и его емкость не должна превышать 1 нФ.

Сочетание этих шагов должно успокоить ситуацию. Обратите внимание, что вы не можете сделать дугу кисти нулевой, но уменьшение на 90% - 99% было бы очень хорошо.

Конденсаторы и диоды, показанные на изображении, предназначены для защиты МОП-транзисторов, а не двигателя. В идеале C1 >> C4 не должен превышать 10 нФ, иначе они начнут действовать как емкостная нагрузка на МОП-транзисторы.