Obdelava razelektritve motornih tuljav
V: Zakaj moramo biti pozorni na praznjenje tuljave, ko izklopimo napajanje, in upor ni potreben?
O: Vsi vemo, da ohranjanje energije pomeni, da energija ne izgine, ampak iz ene oblike v drugo. Ko tok gre skozi upor, energija postane toplota in se povsod razprši. Ko je naša električna energija priključena na tuljavo, se induktorja pretvori v magnetno energijo. Energija magnetnega polja je sorazmerno enostavna za avtomatsko pretvorbo z električno energijo. Ko izklopimo moč, se magnetna energija, shranjena v tuljavi, pretvori v električno energijo za kompenzacijo postopno izginjajočega električnega polja. Od zunanjega delovanja se bo tok tuljave počasi spuščal. To je tisto, kar ponavadi pravimo: Induktivna obremenitev lahko ohranja kontinuiteto toka. V tem času, če ne samo izklopite napajanje, temveč odprite vezje na enem koncu induktivnega bremena, ne bomo le videli neprekinjenega padca toka, temveč tudi videli hitro naraščanje napetosti na induktorju. Ko se ta napetost do določene mere poveča, lahko prodre v zrak in oblikuje iskro. To načelo pojasnjuje, zakaj se bo motor DC čopiča pojavil na Marsu, ko bo komutiran. Pojasnjuje tudi pojav, ko se v sedemdesetih in osemdesetih letih 20. stoletja v življenju zlomijo električne zavore.
Vprašanja so nevarna, kako se z njimi spopasti?
A: Ker je osnovni vzrok isker, da bo induktivna obremenitev ohranila tokovno kontinuiteto čim bolj uporna tudi v primeru odprtega tokokroga. Nato bomo ohranili dostopnost vezja kot osnovno načelo za reševanje problema. Preprosta in osnovna metoda je, da damo diodo na obeh koncih induktorja. Ko se tokokrog prekine, se napetost na induktorju dvigne. Ko se napetost dvigne na določeno raven, se bo dioda vklopila. S tem je zagotovljena pot za tok in energija se lahko varno sprosti
V: Kako poteka razelektritev v motorni tuljavi z integriranim vezjem?
Odgovor: Praznjenje motorne tuljave se običajno imenuje DECAY. Enako velja za zgoraj navedene diode. Motor lahko priključite, kot je prikazano spodaj
Integrirana vezja imajo seveda svoje lastne značilnosti, zato lahko varno obratovanje izpraznimo brez uporabe zunanjih diod pri delovanju tokokroga. Obstajajo trije načini: A-SYNCMODE, SYNCMODEFASTDECAY in SYNCMODESLOWDECAY.
Spodnja slika prikazuje povezavo tokokroga, ko običajno uporabljamo enosmerni motor. Motor izvede vrtenje naprej ali nazaj skozi štiri MOS cevi H-mostne konstrukcije. Zdaj se motor vrti naprej, medtem ko zgornji levi in spodnji MOS cevi vodita, tok teče od leve proti desni (slika 4).
Na tej točki zaustavimo motor in obdelamo energijo, ki je shranjena v motorni tuljavi.
Prvi način je A-SYNCFASTDECAY. Glede na proces integriranega vezja mora biti v MOS tranzistor vgrajena organska dioda, ki mora biti povezana med odvodom in izvorom. Z obdelavo diod lahko vzdržimo različne tokove. Potem, ko se ustavimo, če izklopimo vse štiri MOSFET-e, bo tok iztekel vzdolž telesne diode.
V tem času se bosta pojavila dva pojava. Najprej se na levi strani tuljave motorja pojavi negativna napetost pod zemljo. Amplituda je napetost razgradnje diode, napetost na desni strani tuljave pa ima pozitivno napetost višjo od napajalne napetosti. Drugič: energija na diodi se razprši kot Vdiode × Icoil in toplota je močnejša.
Drugi način je SYNCMODEFASTDECAY. Na ta način bomo odprli spodnjo levo in zgornjo desno MOS cevko, ko se stroj ustavi. Tok v motorju je na začetku zaustavitve še vedno levo na desno. Energija kroži v elektroenergetski sistem s povezavo dveh odprtih MOS cevi
Obstajata tudi dva pojava na ta način: Prvič, napetost, ki se nanaša na tuljavo, je nasprotna smeri toka same tuljave, tako da se tok v navitju hitreje zmanjša. Drugič: toplote na čipu je Rdson × Icoil2, ker je na upor Rdson tranzistorja MOS na splošno zelo majhen, zato je odvajanje toplote od čipa majhno.
Tretja pot je SYNCMODESLOWDECAY. Na ta način, ko se stroj ustavi, obrnemo obe spodnji cevi. Tok v tuljavi je še vedno od leve proti desni. Zaradi prevodnosti dveh spodnjih obratov smo enakovredni kratkemu stiku obeh koncev motorne tuljave v principu vezja. Zato se trenutna energija ciklično porabi v sistemu zaprte zanke, ki je sestavljen iz motorne tuljave in MOS cevi.
Ta metoda ima tudi svoje značilnosti: Prvič, glede toplotne disipacije je enaka kot SYNCMODEFASTDECAY. Toplota na čipu kot celoti je Rdson x Icoil2. Drugič, kratek stik, ki ga tvori ta način, omogoča motornemu sistemu, da izvede samozavorno funkcijo. Tretjič, ta pristop ni primeren za velike motorje visoke hitrosti. Energija v takem motornem sistemu je zelo velika in ko je povezana s pomočjo SYNCMODESLOWDECAY, se pojavi ultra-visok tok. Vrednost toka je določena z voltami elektromotorne sile, inducirane z navitjem motorja, in notranjim uporom motorja. Nekateri ekstremni pogoji lahko povzročijo prekomerno zaščito ali izgorevanje motorja
Ko imamo osnovno razumevanje načina praznjenja motorja, lahko v praktičnih aplikacijah izbiramo glede na njihove različne značilnosti.
