如何防止過壓損壞電機驅(qū)動系統(tǒng)
發(fā)布日期:2023-09-08
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最容易損壞電機驅(qū)動器組件或系統(tǒng)的一種因素是意外感應過壓。由于超過此類器件的絕對最大額定值，過壓可能會導致系統(tǒng)組件損壞。此常見問題解答將討論過壓的發(fā)生方式以及緩解方法。
電機既可用于從電源向機械扭矩輸送電力，也可以用作獲取機械扭矩并將其轉(zhuǎn)換回電能的發(fā)電機。因此，在某些情況下，電機可能會導致電源電壓“升高”。當電機充當發(fā)電機時，需要正確處理系統(tǒng)中的感應電流，否則可能會發(fā)生過壓事件。
電機驅(qū)動系統(tǒng)中如何發(fā)生過壓
1.使電機滑行減速：當使電機滑行時，電機的機械/旋轉(zhuǎn)能量會轉(zhuǎn)換回電能（電壓和電流）。在滑行模式下，功率級體二極管會將電流從電機傳導回電源，從而導致電源泵回。
2.對故障條件的響應導致電機滑行：在大多數(shù)故障情況下，默認響應是關斷所有 MOSFET，以防止對系統(tǒng)造成任何可能的損壞。雖然這可以很好地防止由于高電流或其他常見影響而導致任何級聯(lián)故障情況，但關斷所有 MOSFET 會導致電機滑行。如果電機當時正在旋轉(zhuǎn)，它將滑行減速并將所有能量返回給電源，從而導致電源泵回。
3.反向驅(qū)動電機：電動自行車便是這方面一個很好的示例。電動自行車下坡時，電機充當發(fā)電機并導致電源電壓升高。一些電動自行車系統(tǒng)利用此工作模式為電池帶來再生能量，以便對其進行充電。在任何電機驅(qū)動系統(tǒng)中，當電機可從外部強制旋轉(zhuǎn)時，如果電機產(chǎn)生的能量不受控制，則可能會導致過壓事件。
4.沒有足夠的大容量電容：驅(qū)動具有可變負載的電機時，電機通常會在旋轉(zhuǎn)時導致輕微的電源泵回。雖然這是正?，F(xiàn)象，但在設計系統(tǒng)時需要考慮到它。如果電機驅(qū)動電路沒有足夠的大容量電容，這種效應可能會導致嚴重的電源泵回。
如何緩解電機驅(qū)動系統(tǒng)中的過壓問題
1.多用制動，少用滑行：調(diào)整減速方式來同時利用“制動”和“滑行”，而不只是利用“滑行”，從而緩解某些反電動勢。在制動模式下工作時，電流不會再循環(huán)進入電源，因此不會導致電源泵回。但是，某些電機在施加制動時可能會產(chǎn)生過大的電流。
2.降低減速率：在算法中將可能的最大減速限制為不會施加明顯小于反電動勢的驅(qū)動信號，這可以降低電機減速時產(chǎn)生的功率。
3.添加更多大容量電容：通過在電機上添加更多的大容量電容，電源泵回期間電壓上升便會減慢。因此，電源會上升到的最大電壓將隨附加的大容量電容而降低。雖然這不會消除電源泵回，但它可以將電源泵回量保持在可管理的水平內(nèi)。
4. AVS 技術：一些集成電機控制算法的器件還集成了抗電壓浪涌技術。
5.添加外部鉗位電路：添加一個外部下拉電阻（制動電路）。此電路可用于從外部對電機進行“短路”并釋放電機功率。鉗位電路可由模擬反饋電路自動激活或由微控制器控制。
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