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直流电机驱动器如何通过能量减速呢?

发布日期: 2020/12/29 16:21:24 浏览次数:114

电机系统中,动能来自于为电机供电的电源,电机产生转矩以加速质量运动。

在电机转子的惯性和与电机相连的机械系统中都有能量储存。简而言之,可以将机械系统设想为与电机轴耦合的飞轮


这里可根据公式 ½ Iω2 计算出动能,其中 I 为惯性力矩,ω 为角速度。速度越快或惯性越大,则储存的能量就越多。

当切断旋转电机的电源时,运动质量中储存的能量会消散到系统的机械损失中。由于摩擦力的影响,大部分能量被转化成了热能。除非摩擦力很大,不然电机停止的速度也会很慢。此时,驱动电机由电动状态转变为发电状态,但由于没有电流路径,便也没有电磁转矩来帮助停止电机


此种方法有时也称作“短路刹车”。实际上,短路通常是指通过打开H桥的下管MOSFET来提供电流路径

如果该能量比较小(速度慢或惯性小),那么此时电压的增加可以忽略不计。可有时,若能量太多或电容容量不够,电压可能会升至破坏性水平。这将会损坏电机驱动电路或其他接至相同电源的电路。

电机驱动有几种方法可以处理回流到电源中的能量:一种是在电源处放置大电容器。此种方法有时会被采用,但大多数情况下,由于物理或成本的限制,大电容器并不实用。
另一种解决方法是采用电机驱动半导体钳位装置跨接至电源,比如TVS或齐纳二极管)。当电源电压超过正常工作电压时,使用钳位装置击穿电压。当再生能量导致电压上升时,钳位装置可击穿电压以保护系统。返回至电源的能量在钳位装置中以热量的形式消散


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