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损坏电机驱动器组件或系统的最简单方法之一是通过意外引入的过压。 过压会导致系统组件损坏、因为超出了这些器件的绝对最大额定值。 本常见问题解答将讨论过压的发生方式以及缓解方法。
电机可以用作从电源向机械扭矩输送电力的方法、也可以用作获取机械扭矩并将其转换回电能的发电机。 由于这一事实，在某些情况下，电机可能会导致电源电压*增加*。 当电机用作发电机时、需要正确处理系统中的感应电流、否则可能会发生过压事件。
如何在电机驱动系统中发生过压
- 使电机滑行以减速：当您滑行电机时、电机的机械/旋转能量会转换回电能(电压和电流)。 在滑行模式下、功率级体二极管将电流从电机传导回电源、从而实现电源泵送。
- 对故障条件的响应使电机惯性滑行：在大多数故障情况下、默认响应是关闭所有 MOSFET、以防止对系统造成任何可能的损坏。 虽然这可以很好地防止由于高电流或其他常见效应而导致的任何级联故障情况、但关闭所有 MOSFET 会导致电机滑行。 如果电机正在旋转、它将通过滑行减速并将其所有能量返回到电源、从而导致电源泵回。
- 反向驱动电机：电动自行车就是这方面的一个很好的例子。 当电动自行车下坡时、电机充当发电机、导致电源电压升高。 一些电动自行车系统使用此运行模式为电池提供再生能源、以便对其进行充电。 在任何可从外部强制电机的电机驱动系统中、如果电机产生的能量不受控制、则会导致过压事件。
- 大容量电容不足：在驱动具有可变负载的电机时、电机在旋转时通常会导致轻微的电源泵回。 虽然这是正常现象、但在设计系统时需要考虑到这一点。 如果电机驱动电路没有足够的局部大容量电容、这种效应可能会导致显著的电源泵回。
如何缓解电机驱动系统中的过压问题
- 使用更多制动器而不是滑行： 调整减速以包括“制动器”和“滑行”，而不是仅包括“滑行”，以减轻某些反电动势。 在制动模式下运行时、不允许电流再循环进入电源并导致电源泵回。 但是、某些电机在发出制动信号时可能会产生过大的电流。
- 降低减速率：在算法中限制可能的最大减速、以使驱动信号不会明显低于反电动势。 这将降低电机减速时产生的功率。
- 添加更多大容量电容： 在电机上添加更多大容量电容会导致电压在电源泵送期间上升得更慢。 因此、电源上升到的最大电压将随着额外的大容量电容而降低。 虽然这不会消除电源泵送、但它可以将电源泵送量保持在可管理的水平。
- AVS 技术： 某些集成电机控制算法的器件也集成了抗电压浪涌技术、您可以在此处阅读更多信息： 链接
- 添加外部钳位电路：添加外部下拉电阻(制动电路)。 此电路可用于在外部对电机进行“短路”并耗散电机功率。 钳位电路可由模拟反馈电路自动激活或由微控制器控制。
谢谢、
Matt
