Warum sollte ich mir Sorgen machen, dass ein Motor meine Versorgungsspannung in die Höhe treibt, wenn die Gegen-EMK die Versorgungsspannung nicht überschreiten kann?

Ich habe Leute sagen hören, dass in Motorsteuerkreisen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden müssen, um zu verhindern, dass der Motor in die Stromversorgung zurückgespeist wird, wodurch die Versorgungsspannung ansteigt und folglich Dinge zerstört werden. Aber wie kann das sein? Wenn der Motor nicht durch eine externe Kraft beschleunigt wird, kann die Gegen-EMK niemals höher als die Versorgungsspannung werden. Wie könnte es dann jemals die Versorgungsspannung erhöhen?

Ein Motor, der von einer H-Brücke angetrieben wird, ist auch ein Aufwärtswandler. Hier ist eine H-Brücke:

Ersetzen Sie den Motor durch eine Induktivität, einen Widerstand und eine Spannungsquelle (Back-EMF):

Stellen wir uns vor, wir fahren den Motor in eine Richtung und S3 ist immer offen und S4 ist immer geschlossen:

Drehe V1, S1 und D1 (gleiche Schaltung):

Drehe das Ganze von links nach rechts (immer noch die gleiche Schaltung):

Wir haben keine brauchen aktive Berichtigung, so dass wir S1 löschen. D2 hat auch keinen Zweck. Wir können auch R1 löschen, da es nur ein kleiner Widerstand ist und die Funktion der Schaltung nur ändert, um sie weniger effizient zu machen:

Du siehst ziemlich nah aus, oder? Natürlich hat ein echter Hochsetzsteller einen Kondensator am Ausgang, um Gleichstrom zu erzeugen, und die Last ist keine Batterie, sondern ein Widerstand, und wahrscheinlich ist V1 keine Gegen-EMK des Motors, sondern eine Batterie. Dieser Schritt ist nicht erforderlich, um zu demonstrieren, wie die Gegen-EMK in Ihr Netzteil zurückgespeist werden kann. Er wird jedoch bereitgestellt, falls Sie den Aufwärtswandler nicht erkennen:

QED.

Es kann auch gezeigt werden, dass beim Beschleunigen des Motors eine H-Brücke ein Tiefsetzsteller ist. Infolgedessen ist es einfacher, im Rahmen des Energieerhaltungssatzes über die Wechselwirkung zwischen Batterie und Bewegungsenergie des Motors nachzudenken. Das Vernachlässigen von nicht idealen Verlusten im Wicklungswiderstand, Schalttransistoren, Reibung usw., einer H-Brücke und einem Motor macht einen effizienten Energiewandler aus. Um die kinetische Energie des Motors zu erhöhen, muss die Batterie Energie liefern. Um die kinetische Energie des Motors zu verringern, muss die Batterie Energie aufnehmen.

Wenn die Batterie, die Reibung oder eine andere Last die kinetische Energie nicht in Wärme oder chemische Energie umwandeln kann, geht sie an einen anderen Ort. Wahrscheinlich entkoppeln Sie Kondensatoren in Ihr Netzteil, wodurch die Stromschienenspannung ansteigt, da die in einem Kondensator gespeicherte Energie:

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

oder äquivalent,

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

$E$$C$$V$

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

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

Der Punkt hier ist, dass Sie regeneratives Bremsen erhalten, auch wenn Sie es nicht wollten. Siehe Wie kann ich ein generatorisches Bremsen eines Gleichstrommotors implementieren?

1. Was Phil gesagt hat

2. Dies ist nicht der EMF, den Sie suchen. Ein Problem besteht darin, dass Sie die Spannung mit der Gegen-EMK gleichsetzen. Dies ist keine Gegen-EMF - dies ist Energie, die im System gespeichert ist, "die ein neues Zuhause verlangt. Ich sage", "weil die Energie an einen anderen Ort transferiert wird und mit einer Geschwindigkeit geliefert wird, mit der das System dies wünscht." Nehmen Sie die Überweisung ein wenig in Verzug und es wird immer dringlicher. Nach Bedarf.

Ein rotierender Motor enthält mechanische Energie, die bei Änderung des Flusses in den Wicklungen in elektrische Energie umgewandelt wird. Wenn Sie es stark bremsen, wird die ganze Energie im Magnetfeld gespeichert und das Magnetfeld möchte seine Prämie teilen.
Das Feld wird zusammenbrechen und die Energie wird an einen anderen Ort geliefert.
So ...

Eine Seite des Motors ist normalerweise geerdet (direkt oder über Dioden) und in diesem Fall ist die andere Seite mit der Versorgung verbunden. Wenn das Magnetfeld seine Energie abgibt, wenn die Versorgung in der Lage ist, die Energie bei konstanter Spannung (z. B. ideale Batterie oder Kondensator) aufzunehmen, hat das Magnetfeld nichts dagegen. Es wird stehen und liefern.

Wenn die Versorgung jedoch keine Energie mit der Rate annimmt, mit der das Feld sie liefern möchte, wird das Feld ein wenig beständiger - es erhöht die Spannung. Wenn dies nicht funktioniert, erhöht es die Spannung so lange, bis die Energie mit der Geschwindigkeit abfließt, die es "wünscht".
Es wird unendlich werden, wenn es muss.
In der realen Welt gibt es immer eine Kapazität (beabsichtigt oder nicht) und dies stoppt normalerweise den Spannungsanstieg, indem die Energie im Kondensator gespeichert wird. Sehr kleiner Kondensator = sehr hohe Spannung.

Hinzugefügt:

Dies ist im Wesentlichen ein Kommentar zu Lucs Antwort, aber für sich genommen nützlich.

Wie oben erwähnt, muss der Motor Energie „irgendwo gehen.
Wenn der Motor in einer Last beendet wird , dann wird die Last , die Energie absorbiert.
Ein Dämpfer eine solche Last, aber die Stromversorgung , dass Phil ein anderes ist verweist.
Wenn die Versorgungs sind“ steif "Die Versorgungsspannung wird nicht nennenswert ansteigen.
Steifheit kann dadurch entstehen, dass andere Geräte von der Versorgung betrieben werden, die die Energie und / oder ausreichende Kapazität aufnehmen können, um die Energie mit einem geringen Spannungsanstieg zu absorbieren.

Wenn die Versorgung nicht "steif genug" ist, steigt ihre Spannung an, wenn die Motorenergie in sie übertragen wird. In extremen Fällen kann der Spannungsanstieg ausreichen, um die Versorgung aufgrund von Überspannungsbedingungen zu zerstören.