Dlaczego mam się martwić, że silnik spowoduje wzrost mojego napięcia zasilającego, gdy tylne pole elektromagnetyczne nie może przekroczyć napięcia zasilającego?

Słyszałem, jak ludzie mówią, że w obwodach sterowania silnikiem należy przedsięwziąć środki ostrożności, aby silnik nie dostał się z powrotem do źródła zasilania, powodując wzrost napięcia zasilania, aw konsekwencji uszkodzenie elementów. Ale jak to może być? O ile pewna siła zewnętrzna nie przyspieszy silnika, tylny EMF nigdy nie może przekroczyć napięcia zasilania. Jak więc mógł kiedykolwiek podnieść napięcie zasilania?

Silnik napędzany mostkiem H jest również przetwornicą podwyższającą. Oto mostek H:

Wymień silnik na cewkę indukcyjną, rezystancję i źródło napięcia (back-EMF):

Rozważmy tylko, że napędzamy silnik w jednym kierunku, a S3 jest zawsze otwarty, a S4 jest zawsze zamknięty:

Obróć V1, S1 i D1 (ten sam obwód):

odwróć wszystko od lewej do prawej (wciąż ten sam obwód):

Nie potrzebujemy aktywnej korekty, więc możemy usunąć S1. D2 również nie służy celowi. Możemy również usunąć R1, ponieważ jest to tylko niewielki opór i nie zmienia funkcji obwodu inaczej niż czyni go mniej wydajnym:

Wyglądasz dość blisko, prawda? Oczywiście prawdziwy przetwornik podwyższający napięcie będzie miał kondensator na wyjściu, aby wytworzyć prąd stały, a ładunek nie jest akumulatorem, ale rezystorem i prawdopodobnie V1 nie jest tylnym polem elektromagnetycznym silnika, ale raczej akumulatorem. Ten krok nie jest konieczny, aby zademonstrować, w jaki sposób back-EMF może wrócić do twojego zasilacza, ale jest zapewniony na wypadek, gdybyś nie rozpoznał konwertera boost:

CO BYŁO DO OKAZANIA.

Można również wykazać, że podczas przyspieszania silnika mostek H jest konwerterem buck. W związku z tym łatwiej jest myśleć o interakcji między akumulatorem a energią kinetyczną silnika w ramach prawa zachowania energii. Pomijając nie idealne straty w oporności uzwojenia, tranzystory przełączające, tarcie itp., Mostek H i silnik stanowią wydajny konwerter energii. Aby zwiększyć energię kinetyczną silnika, akumulator musi dostarczać energię. Aby zmniejszyć energię kinetyczną silnika, akumulator musi pochłaniać energię.

Jeśli akumulator, tarcie lub inne obciążenie nie może przekształcić energii kinetycznej w ciepło lub energię chemiczną, trafi gdzie indziej. Najprawdopodobniej do zasilacza odsprzęgają kondensatory, powodując wzrost napięcia szyny zasilającej, ponieważ energia zgromadzona w kondensatorze to:

$E = \frac{1}{2}CV^2$

lub równoważnie

$V = \sqrt{\dfrac{2E}{C}}$

$E$$C$$V$

$E = \frac{1}{2}mv^2$

$E$$m$$v$$m$$kg \cdot m^2$$v$

Chodzi o to, że uzyskujesz hamowanie regeneracyjne, nawet jeśli tego nie chcesz. Zobacz Jak mogę wdrożyć hamowanie regeneracyjne silnika prądu stałego?

1. Co powiedział Phil

2. To nie jest EMF, którego szukasz. Jednym z problemów jest zrównanie napięcia z tylnym polem elektromagnetycznym. To nie jest powrót EMF - to energia zmagazynowana w systemie „wymagająca oddania nowego domu. Mówię, że wymagająca”, ponieważ energia ZOSTANIE przeniesiona gdzie indziej i będzie dostarczana w tempie, w jakim system chce, aby to się stało. Trochę opóźnij się w akceptacji przelewu, a będzie coraz bardziej nalegający. Jako wymagane.

Obracający się silnik zawiera energię mechaniczną, która jest przekształcana w energię elektryczną wraz ze zmianą strumienia w uzwojeniach. Kiedy mocno hamujesz, cała energia gromadzona jest w polu magnetycznym, a pole magnetyczne chce dzielić się swoją hojnością.
Pole BĘDZIE zapadać się, a energia BĘDZIE dostarczana gdzie indziej.
Więc ...

Jedna strona silnika jest zwykle uziemiona (bezpośrednio lub za pomocą diod), w tym przypadku druga strona jest podłączona do zasilania. Kiedy pole magnetyczne dostarcza energię, jeśli źródło jest w stanie przyjąć energię o stałym napięciu (np. Idealny akumulator lub kondensator), wówczas pole magnetyczne nie będzie miało znaczenia. Będzie stać i dostarczać.

Jeśli jednak źródło zasilania nie przyjmie energii z szybkością, którą pole chce dostarczyć, wówczas pole stanie się nieco bardziej natarczywe - podniesie napięcie. Jeśli to nie zadziała, będzie podnosić napięcie, dopóki energia nie wypłynie w tempie, w jakim „tego chce”.
Jeśli to konieczne, przejdzie w nieskończoność.
W prawdziwym świecie zawsze występuje pewna pojemność (zamierzona lub nie), co zwykle zatrzyma wzrost napięcia poprzez magazynowanie energii w kondensatorze. Bardzo mały kondensator = bardzo wysokie napięcie.

Dodany:

Jest to zasadniczo komentarz do odpowiedzi Luca, ale jest użyteczny sam w sobie.

Jak wyżej, energia silnika musi „gdzieś pójść.
Jeśli silnik zostanie zakończony w obciążeniu, wówczas ładunek pochłonie energię.
Jednym z takich obciążeń jest tłumienie, ale zasilacz, do którego odnosi się Phil, jest inny.
JEŻELI zasilanie to” sztywne "napięcie zasilania nie wzrośnie znacząco.
Sztywność może pochodzić z działania innych urządzeń zasilających, które mogą pobierać energię i / lub pojemność wystarczającą do pochłonięcia energii przy niewielkim wzroście napięcia.

Jeżeli zasilanie nie jest „wystarczająco sztywne”, jego napięcie wzrośnie w miarę przekazywania energii silnika. W skrajnych przypadkach wzrost napięcia może wystarczyć do zniszczenia zasilania z powodu warunków nadmiernego napięcia.