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探究直流電機驅動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

斷開旋轉直流電機電源后,運動質量中存儲的能量將被消耗掉,從而造成系統的機械損失。由于摩擦力的影響,大部分能量被轉化成了熱能。除非摩擦力大,否則電機停機速度會很慢。這時,驅動電機從電動狀態轉換到發電狀態,但是由于沒有電流通道,也就沒有電磁轉矩來幫助停止電機的運轉。

對于直流電機系統,動能來自給電機供電的電源,通過電機產生力矩來加速質量運動。

能量儲存位于直流電機轉子的慣性和與之連接的機械系統中。簡單地說,機械系統可以被設想成與電機軸耦合的飛輪。

動能可以用公式Iω2來計算,其中I是慣性力矩,ω是角速度。速度越快或慣性越大,則儲存的能量就越多。

斷開旋轉直流電機的電源后,運動質量中存儲的能量將被消耗掉,從而造成系統的機械損失。由于摩擦力的影響,大部分能量被轉化成了熱能。除非摩擦力大,否則電機停機速度會很慢。這時,驅動電機從電動狀態轉換到發電狀態,但是由于沒有電流通道,也就沒有電磁轉矩來幫助停止電機的運轉。

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

若此能量較小(慢速或慣性較小),則此時電壓的升高可忽略。可有時,若能量太多或電容容量不夠,電壓可能會升至破壞性水平。這將損壞直流電機驅動電路或其他連接到相同電源的電路。

直流電機驅動有幾種方法可以處理回流電源的能量。一個是在電源上放置大電容器。此種方法有時會被采用,但大多數情況下,由于物理或成本的限制,大電容器并不實用。

另外一個解決方案是使用直流電機驅動的半導體鉗夾裝置,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系統。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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