Как обратные диоды (на Н-мосте) влияют на движение двигателя?

Снаббер-диоды только рассеивают энергию, «накопленную» непосредственно в обмотках двигателя. Поскольку направление тока в обмотке двигателя такое же, как и при движении, рассеиваемая энергия фактически будет продолжать вращение, а не тормозить его (тормозить двигатель).

Например, если вы рассматриваете влияние снабберного диода на реле, добавление диода замедляет изменение состояния реле при отключении питания.

Вы можете контролировать время, необходимое для рассеивания энергии, позволяя напряжению обратного хода увеличиваться до некоторого более высокого контролируемого уровня.

Здесь с основным демпфером:

Здесь с стабилитроном для увеличения рассеиваемой мощности снаббера, чтобы уменьшить эффект выбега:

Обратите внимание, что время, необходимое для разрядки энергии, значительно сокращается.

Время, необходимое для рассеивания этой энергии, становится важным, когда вы хотите изменить напряжение на двигателе. Затраченное время становится пределом вашего времени переключения:

Последним элементом является способность H-моста «тормозить» двигатель, одновременно включая оба переключателя на стороне высокого или на стороне низкого давления, чтобы рассеять любую инерцию или импульс, хранящиеся в вашей системе.

Рассмотрим изображение ниже. Это пять допустимых состояний H-моста. Есть два недопустимых состояния (причинит ущерб) и четыре, которые ничего не делают.

Все выключатели выключены - любой ток будет свободно вращаться при подаче питания и затухать

1 и 2 ВКЛ. - положительный ток может накапливаться в нагрузке

3 и 4 ВКЛ. - в нагрузке может накапливаться отрицательный ток

1 и 3 ON - петля нулевого напряжения, которая сводит к минимуму затухание тока нагрузки ИЛИ закорачивает обмотку.

2 и 4 ON - петля нулевого напряжения, которая сводит к минимуму затухание тока нагрузки ИЛИ закорачивает обмотки.

Для каждого состояния отображается текущий путь. Диоды присутствуют, чтобы гарантировать, что всегда есть путь, по которому может пройти ток индуктивности нагрузки.

Однако существует огромная разница между путями свободного хода State1 и State{4,5}.

В состоянии 1, «естественном» пути свободного хода, безопасном пути и пути по умолчанию, основной канал постоянного тока находится внутри цепи. Таким образом, чтобы облегчить протекание тока, напряжение нагрузки должно быть больше этого напряжения. Это приведет к относительно быстрому спаду тока и, таким образом, к валу будет возникать некоторый тормозящий момент.

В состоянии {4,5} на нагрузке может быть установлена ​​«нулевая петля», и, таким образом, холостой ход сохраняет ток индуктивности нагрузки. Однако после остановки ротора эти схемы облегчат работу механизма псевдоблокировки.

Вы должны различать два разных эффекта:

1. Индуктивная энергия, хранящаяся в катушках двигателя, которые генерируют импульсы напряжения «обратного хода» при отключении тока.
2. Обратная ЭДС двигателя, которая (когда мост выключен) является просто ЭДС двигателя, действующего как генератор.

Обратноходовые диоды просто возвращают индуктивные выбросы в источник питания вместо того, чтобы генерировать чрезмерное напряжение, которое может разрушить транзисторы. Задействованная энергия обычно относительно мала и мало влияет на двигатель свободного хода. (И если это так, эффект можно свести к минимуму, используя приемы подавления в ответе Джека).

Противо-ЭДС — или ЭДС генератора — зависит от скорости и, как правило, меньше входного напряжения питания. Таким образом, если вы просто отключите мост, позволив двигателю свободно вращаться, генерируемая ЭДС будет недостаточно высокой, чтобы включить какой-либо из диодов, и двигатель будет нормально вращаться - за двумя важными исключениями.

1. Если еще и напряжение питания снять с моста, то генератор будет питать схему через диоды. (Одной из форм рекуперативного торможения является использование повышающего преобразователя для зарядки аккумулятора во время этого процесса). Но поскольку вы не хотите торможения, вы можете избежать этого, оставив питание моста, даже когда все его транзисторы выключены.
2. Если двигатель приводится в движение своим валом (например, автомобиль движется под уклон) быстрее, чем его максимальная скорость, генерируемая ЭДС может превысить напряжение питания, включив диоды. Это повысит напряжение питания и либо зарядит аккумулятор, либо, возможно, разрушит другую электронику на источнике питания.