Perché dovrei preoccuparmi di un motore che fa scattare la tensione di alimentazione quando l'EMF posteriore non può superare la tensione di alimentazione?

Ho sentito la gente dire che nei circuiti di controllo del motore, si devono prendere precauzioni per impedire al motore di reinserire l'alimentazione, causando un aumento della tensione di alimentazione, con conseguente rottura delle cose. Ma come può essere? A meno che una forza esterna non acceleri il motore, l'EMF posteriore non può mai superare la tensione di alimentazione. Come avrebbe potuto quindi aumentare la tensione di alimentazione?

Un motore guidato da un ponte a H è anche un convertitore boost. Ecco un ponte H:

Sostituire il motore con un induttore, resistenza e sorgente di tensione (back-EMF):

Consideriamo solo che stiamo guidando il motore in una direzione e S3 è sempre aperto e S4 è sempre chiuso:

Ruota V1, S1 e D1 (stesso circuito):

capovolgi tutto da sinistra a destra (sempre lo stesso circuito):

Non abbiamo bisogno di rettifica attiva, quindi possiamo eliminare S1. D2 inoltre non serve a nulla. Possiamo anche eliminare R1, poiché è solo una piccola resistenza e non cambia la funzione del circuito se non per renderlo meno efficiente:

Sembra piuttosto vicino, vero? Ovviamente, un vero convertitore boost avrà un condensatore in uscita per produrre CC, e il carico non è una batteria, ma una resistenza, e probabilmente V1 non è un EMF posteriore di un motore ma piuttosto una batteria. Questo passaggio non è necessario per dimostrare come il back-EMF può reinserire l'alimentazione, ma viene fornito nel caso in cui non si riconosca il convertitore boost:

QED.

Si può anche dimostrare che quando il motore viene accelerato, un ponte a H è un convertitore buck. Di conseguenza, è più facile pensare all'interazione tra la batteria e l'energia cinetica del motore nel quadro della legge di conservazione dell'energia. Trascurare le perdite non ideali nella resistenza dell'avvolgimento, commutare transistor, frizione, ecc., Un ponte ad H e un motore rende un convertitore di energia efficiente. Per aumentare l'energia cinetica del motore, la batteria deve fornire energia. Per ridurre l'energia cinetica del motore, la batteria deve assorbire energia.

Se la batteria, l'attrito o altri carichi non riescono a convertire l'energia cinetica in calore o energia chimica, andrà altrove. Molto probabilmente, nei condensatori di disaccoppiamento dell'alimentatore, aumentando la tensione della barra di alimentazione, poiché l'energia immagazzinata in un condensatore è:

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

o equivalentemente,

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

$E$$C$$V$

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

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

Il punto qui è che ottieni una frenata rigenerativa anche se non la volevi. Vedi Come posso implementare la frenata rigenerativa di un motore DC?

1. Quello che ha detto Phil

2. Questo non è il EMF che stai cercando. Un problema sta nel mettere in relazione la tensione con l'EMF posteriore. Non si tratta di EMF: si tratta di energia immagazzinata nel sistema "che richiede di ricevere una nuova casa. Dico esigente" perché l'energia verrà trasferita altrove e verrà erogata a una velocità che il sistema desidera che accada. Rimanere un po 'indietro nell'accettare il trasferimento e diventerà sempre più insistente. Come richiesto.

Un motore rotante contiene energia meccanica che viene convertita in energia elettrica al variare del flusso degli avvolgimenti. Quando si frena con forza, tutto il nemico è immagazzinato nel campo magnetico e il campo magnetico vuole condividere la sua generosità.
Il campo crollerà e l'energia verrà consegnata da qualche altra parte.
Così ...

Un lato del motore è di solito collegato a terra (direttamente o tramite diodi) e in questo caso l'altro lato è collegato all'alimentazione. Quando il campo magnetico eroga la sua energia se l'alimentazione è in grado di accettare l'energia a tensione costante (ad es. Batteria o condensatore ideale), il campo magnetico non dispiacerà. Rimarrà e consegnerà.

Tuttavia, se la fornitura non accetterà energia alla velocità che il campo desidera erogare, allora il campo diventerà un po 'più insistente - aumenterà la tensione. Se questo non funziona, continuerà ad aumentare la tensione fino a quando l'energia non fluirà alla velocità che il suo "desidera".
Andrà all'infinito, se necessario.
Nel mondo reale c'è sempre una certa capacità (prevista o no) e questo di solito fermerà l'aumento di tensione immagazzinando l'energia nel condensatore. Condensatore molto piccolo = tensione molto alta.

Inserito il:

Questo è essenzialmente un commento sulla risposta di Luc, ma è utile a sé stante.

Come sopra, l'energia del motore deve "andare da qualche parte.
Se il motore viene interrotto in un carico, il carico assorbirà l'energia.
Uno snubber è uno di questi carichi, ma l'alimentazione a cui Phil fa riferimento è un altro.
SE l'alimentazione è" rigida "la tensione di alimentazione non aumenterà in modo apprezzabile. La
rigidità può derivare dall'avere altri dispositivi che operano dall'alimentazione in grado di assorbire energia e / o capacità sufficiente per assorbire l'energia con un aumento di tensione modesto.

Se l'alimentazione non è "sufficientemente rigida", la sua tensione aumenta quando l'energia del motore viene trasferita al suo interno. In casi estremi l'aumento di tensione può essere sufficiente a distruggere l'alimentazione a causa di condizioni di sovratensione.