Недавно я собрал схему, которую использую для управления электродвигателем. Я использую ШИМ Arduino через транзисторы пары Дарлингтона для управления скоростью двигателя. При построении этой схемы мне посоветовали использовать обратноходовой диод, чтобы блокировать выбросы напряжения обратного хода, возникающие во время коллапса магнитного поля двигателя, чтобы предотвратить повреждение частей схемы скачком.
Можно ли как-то обуздать этот всплеск напряжения и сохранить его в конденсаторе? Я любитель и знаю достаточно, чтобы собрать некоторые основные схемы постоянного тока, поэтому я не очень хорошо разбираюсь в возможностях различных компонентов.
Я подумал, что если бы это было возможно, я бы каким-то образом получил этот короткий всплеск энергии, хранящийся в конденсаторе (ах?), А затем подал бы его на двигатель, когда требуется внезапное увеличение оборотов.
Любые мысли, идеи или справочный материал о том, как хранить обратное напряжение в конденсаторе? Или я просто придумываю глупые идеи, которых не понимаю? ;)
Да, эту энергию можно сохранить в конденсаторе; в конце концов, это именно то, что делают импульсные преобразователи мощности с обратноходовым режимом! Так что ваша идея не глупа на этом уровне.
Однако использование этой энергии для «ускорения» привода двигателя немного ошибочно, потому что количество энергии, которое вы получаете от эффекта обратного хода (который возникает из-за «утечки» индуктивности в двигателе), на порядки меньше, чем количество энергии. энергия, необходимая для ускорения ротора до любой значительной степени. Другими словами, усилия, необходимые для реализации этого, не будут вознаграждены какой-либо практической пользой.
Возможно, вы думаете о системах рекуперативного торможения. Но такие системы не накапливают энергию «обратного хода» — они фактически используют двигатель в качестве генератора и накапливают энергию, созданную за счет физического замедления двигателя (и присоединенной машины или транспортного средства и т. д.).
В принципе, да. На практике уже это делаю.
Рассмотрим работу обратноходового диода. Когда ток двигателя отключен, энергия в его обмотках (ixix L / 2) должна куда-то уходить, и без диода будет возникать всплеск высокого напряжения (V = L di/dt). Энергия, которую необходимо передать, шунтируется обратно в источник питания двигателя с помощью диода и поглощается выходной емкостью источника питания.
Так что идея не совсем безосновательная — просто это уже происходит.
Было бы возможно уловить энергию индуктивного обратного хода в конденсаторе, но это сделает двигатель менее плавным и, таким образом, желательно только в том случае, если намерение состоит в том, чтобы вызвать вибрацию на валу двигателя. Вместо этого гораздо лучше позволить току обратного хода протекать как можно более свободно с минимальным падением напряжения и использовать достаточно высокую скорость ШИМ, чтобы ток не возрастал или падал слишком сильно в любом заданном цикле.
По сути, происходит то, что во время «включенной» части цикла приложенное напряжение работает, чтобы заставить ток течь в двигателе, передавая энергию; ток не может перестать течь, пока энергия где-то не рассеется. Чтобы мгновенно остановить поток тока, потребуется электрически отобрать энергию у двигателя. Однако, если позволить току продолжать течь, большая часть энергии останется внутри двигателя и продолжит выполнять полезную механическую работу .
В общем, чем быстрее вы сможете переключать ток двигателя, тем лучше. Если вы не работаете так быстро, что транзисторы не успевают, более высокие скорости переключения заставят двигатель работать более плавно, эффективно и предсказуемо.
Скотт Лоусон
0xhughes