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探究直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)是怎樣通過能量減速?

電子工程師 ? 來源:永阜康科技 ? 作者:永阜康科技 ? 2021-05-05 16:32 ? 次閱讀
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斷開旋轉(zhuǎn)直流電機(jī)電源后,運(yùn)動(dòng)質(zhì)量中存儲(chǔ)的能量將被消耗掉,從而造成系統(tǒng)的機(jī)械損失。由于摩擦力的影響,大部分能量被轉(zhuǎn)化成了熱能。除非摩擦力大,否則電機(jī)停機(jī)速度會(huì)很慢。這時(shí),驅(qū)動(dòng)電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到發(fā)電狀態(tài),但是由于沒有電流通道,也就沒有電磁轉(zhuǎn)矩來幫助停止電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

對(duì)于直流電機(jī)系統(tǒng),動(dòng)能來自給電機(jī)供電的電源,通過電機(jī)產(chǎn)生力矩來加速質(zhì)量運(yùn)動(dòng)。

能量?jī)?chǔ)存位于直流電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性和與之連接的機(jī)械系統(tǒng)中。簡(jiǎn)單地說,機(jī)械系統(tǒng)可以被設(shè)想成與電機(jī)軸耦合的飛輪。

動(dòng)能可以用公式Iω2來計(jì)算,其中I是慣性力矩,ω是角速度。速度越快或慣性越大,則儲(chǔ)存的能量就越多。

斷開旋轉(zhuǎn)直流電機(jī)的電源后,運(yùn)動(dòng)質(zhì)量中存儲(chǔ)的能量將被消耗掉,從而造成系統(tǒng)的機(jī)械損失。由于摩擦力的影響,大部分能量被轉(zhuǎn)化成了熱能。除非摩擦力大,否則電機(jī)停機(jī)速度會(huì)很慢。這時(shí),驅(qū)動(dòng)電機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到發(fā)電狀態(tài),但是由于沒有電流通道,也就沒有電磁轉(zhuǎn)矩來幫助停止電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

這種方法有時(shí)也被稱為“短路制動(dòng)”。事實(shí)上,短路通常是通過下管MOSFET提供電流通路,并開啟H橋。

若此能量較?。倩驊T性較小),則此時(shí)電壓的升高可忽略??捎袝r(shí),若能量太多或電容容量不夠,電壓可能會(huì)升至破壞性水平。這將損壞直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路或其他連接到相同電源的電路。

直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)有幾種方法可以處理回流電源的能量。一個(gè)是在電源上放置大電容器。此種方法有時(shí)會(huì)被采用,但大多數(shù)情況下,由于物理或成本的限制,大電容器并不實(shí)用。

另外一個(gè)解決方案是使用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體鉗夾裝置,將工作延伸到電源上,例如TVS齊納二極管。使用鉗位裝置在電源電壓超過正常工作電壓時(shí)擊穿電壓。在再生能使電壓升高的情況下,鉗位裝置可以擊穿電壓來保護(hù)系統(tǒng)。返回至電源的能量在鉗位裝置中以熱量的形式消散。

編輯:jq

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