如何安全地消除微型直流電機驅動(dòng)能量

微型直流電機在驅動(dòng)減速裝置時(shí)存儲于機械系統的能量會(huì )通過(guò)微電機驅動(dòng)返回到電源，假如沒(méi)法計算此能量的大小就會(huì )導致電源的電壓升高，使微型電機驅動(dòng)器或其他部件損壞、發(fā)熱。那么如何計算消除些能量呢？下面天孚微電機簡(jiǎn)單講述。

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以微型直流電機有刷電機為例，首先是能量守恒，能量不會(huì )憑空產(chǎn)生，也不會(huì )憑空消失，物體通過(guò)移動(dòng)或旋轉而產(chǎn)生動(dòng)能，在微型直流電機系統中動(dòng)能來(lái)源于供電電源，微型電機產(chǎn)生轉矩以加速質(zhì)量運動(dòng)，在微型電機轉子的慣性和電機連接機械系統中都會(huì )有能量?jì)Υ?，可以將機械提供設想為微電機軸耦合的飛輪。

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微型減速電機的機械系統中的“飛輪”可通過(guò)公式? Iω2計算動(dòng)能，其中I為慣性力矩，ω 為角速度，微電機的轉速越快或慣性越大，那么存儲的能量就會(huì )越多，物體的運動(dòng)需要能量，反之微型電機停止或減速時(shí)它存儲的能量必然有所去處，當微電機電源切斷時(shí)，運動(dòng)存儲能量就會(huì )消散到系統機械損失中，由于摩擦力的影響，大部分能量就被轉化成熱能，除非是摩擦力非常大，否則微型電機的停止速度也會(huì )很慢。此時(shí)驅動(dòng)電機由電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，但是由于沒(méi)有電流路徑也會(huì )沒(méi)有電磁轉矩來(lái)幫助停止電機。

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微型直流電機停止旋轉時(shí)的摩擦力，如果可以為電流提供電流短路輸出路徑，電流就會(huì )產(chǎn)生和旋轉方向相反的轉矩，這樣可使微型電機快速停止，在此情況下制動(dòng)產(chǎn)生的能量會(huì )被消耗在短接電機繞組電阻和電流路徑中電阻上，進(jìn)而以熱量的形式散發(fā)。

和旋轉方向相反的轉矩也叫做短路剎車(chē)，短路通常是指通過(guò)打開(kāi)H橋的下管MOSFET來(lái)提供電流路徑當控制系統要快速降低微型電機轉速時(shí)，施加在微電機上的電流極性就會(huì )被反轉，以提供與旋轉相反的轉矩，然后存儲的動(dòng)能可通過(guò)微電機驅動(dòng)電流返回到電源，如果電源是完美的電池那么能量可以回流到電流中并回收，但直流電源一般只能產(chǎn)生電流，由于直流電流無(wú)法吸收電流，回流能量只可為進(jìn)入作為電流一部分電容中，電容存儲能量通過(guò)公式?cv計算得出，C為電容、V為電壓，能量流入電容器后電容器的電壓就會(huì )增加。

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當能量增加后，電容的電壓也就會(huì )增加，如果能量較小那么電壓的增加可忽略不計，如果能量太多或者電容的容量不夠那么電壓就會(huì )上升到破壞性水平，導致微電機驅動(dòng)電路或其他相同電源電流損壞?？赏ㄟ^(guò)放置在電容器來(lái)處理回流到電源的能量，這種放大在大多數情況下限制于成本或體積一般不是非常適用，另一種解決方法是采用半導體鉗位裝置跨接至電源，比如二極管，當電源電壓超過(guò)正常工作電壓時(shí)，使用鉗位裝置擊穿電壓，當再生能量導致電壓上升時(shí)，鉗位裝置可擊穿電壓以保護系統。返回到電源能量在鉗位裝置中以熱量的形式消散，假如能量大小適中此種方法非常適用。

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以上就是安全地消除微型直流電機驅動(dòng)能量方法，更多有關(guān)微型直流電機資訊請繼續關(guān)注天孚微電機。