Kirjeldage lühidalt, kuidas harjadeta alalisvoolumootoriga tagurpidi pidurdada

Harjadeta alalisvoolu reduktormootori pöördpidurdus saavutatakse staatori mähistes toiteallika faasijärjestuse muutmisega, tekitades rootori pöörlemissuunale vastupidise elektromagnetilise pöördemomendi, saavutades nii kiire pidurdamise. Konkreetsed toimingud ja ettevaatusabinõud on järgmised:

Tööpõhimõte: harjadeta alalisvoolumootor kasutab rootori asendi ja lüliti mähise voolude tuvastamiseks elektroonilist kommutaatorit (nt mikrokontrolleri{0}}juhitavat ajamiahelat). Vastupidiseks pidurdamiseks tuleb ajamiahela toiteallika faasijada ümber pöörata, muutes staatori magnetvälja suuna rootori pöörlemissuunaga vastupidiseks, tekitades seeläbi pidurdusmomendi. Näiteks kui mähise pinge järjestus on A-B-C, kui mootor pöörleb edasisuunas, tuleb see reguleerida C-B-A-le (või samaväärsele vastupidise faasi jadale) vastupidiseks pidurdamiseks, sundides rootorit aeglustuma.

Riistvaranõuded: nõutav on vastupidise toiteallika funktsionaalsusega ajamiahel. Levinud lahendused hõlmavad järgmist:

Sillaahel: neljast transistorist (nagu MOSFET-id või IGBT-d) koosnev täielik{0}}sildstruktuur, kus faasijada ümberpööramine saavutatakse diagonaaltransistoride juhtivuse juhtimisega.

Releeahel: lülitab toiteallika polaarsust releede kaudu, sobib madala-kulu või madala sagedusega-pidurdamise stsenaariumide jaoks, kuid lülituskiirus on aeglane.

Spetsiaalne draiverikiip: mõnel integreeritud draiverikiibil (nt teatud harjadeta mootori draiveri IC-d) on sisseehitatud -tagurpidipidurduse funktsioon, mida saab rakendada konfiguratsiooniregistrite kaudu.

Juhtvoog:

Piduri päästik: kui tuvastatakse pidurdusvajadus (nt kiiruskäskluse või välise signaali muutumine), annab mikrokontroller või kontroller tagurpidi pidurdamise käsu.

Faasijärjestuse ümberpööramine: ajamiahel lülitab mähise pingestamise järjestust, muutes staatori magnetvälja suuna vastupidiseks rootori pöörlemissuunale.

Kiiruse jälgimine: mootori kiirust jälgitakse reaalajas kiirusandurite (nt Halli efekti andurid või kodeerijad) abil.

Toite-Väljalülitamise ajastus: kui kiirus langeb 0-ni (või 0-le lähedale), katkestatakse toide koheselt, et vältida mootori tagasikäiku. Kui andurit pole paigaldatud, on kiiruse hindamiseks vaja adaptiivset juhtimisalgoritmi, kuid täpsus on madal.

Peamised kaalutlused:

Pidurdusaja juhtimine: tagurpidi pidurdamise aega tuleb dünaamiliselt reguleerida vastavalt koormuse omadustele. Pidurdamine on kerge koormuse korral kiirem ja suure koormuse korral võib vaja minna pikemat pidurdusaega, kuid liigne tagurpidi pidurdamine võib põhjustada mootori ülekuumenemist või kahjustusi.

Voolupiirang: pöördühendus tekitab suure tagasivoolu elektromotoorjõu ja voolu, mis nõuab ajami vooluahelas voolu{0}}piiravat kaitset (nt voolu näidistakisti + komparaator), et vältida transistori või mootori mähise ülekoormust.

Kohanemisvõime koormusega: erinevad koormused (nt püsiv pöördemoment, muutuv pöördemoment) mõjutavad oluliselt pidurdusaega. Soovitatav on katseliselt kalibreerida pidurdusparameetreid erinevatel koormustel või optimeerida pidurdusprotsessi adaptiivsete juhtimisalgoritmide abil (nt hägune PID).

Tagurpidikäivituse oht: kui voolu ei katkestata õigel ajal, võib mootor käivituda tagurpidi. Ohutu peatumine peab olema tagatud riistvara (null-kiiruse tuvastamise ahel) või tarkvara (kiirusläve hindamine) abil.

Tüüpilised kasutusstsenaariumid: tagurpidi pidurdamine sobib kiiret peatumist nõudvate stsenaariumide jaoks, nagu roboti liigendi positsioneerimine, konveierilindi hädaseiskamine ja elektrisõiduki aeglustamine. Selle eeliseks on kiire pidurdamine, miinuseks aga see, et energiat ei saa tagasi (kõik kulub soojusena) ning see seab kõrged nõudmised ajamiahelale ja mootori jahutusele.

Optimeerimissoovitused:

Pidurdamise täpsuse parandamiseks paigaldage kiirusandur (nt kooder).

Lisage ajamiahelasse piduritakisti, et tarbida tagurpidi pidurdamisel regeneratiivenergiat, vähendades sellega toiteallika koormust.

Kõrgsagedusliku-pidurdamise stsenaariumide korral saab soojuse teket vähendada, kombineerides energiat -hajutavat pidurdamist (nt mähise lühis{2}}) või regeneratiivpidurdamist (energia toiteallikasse tagasi söötmine).

Ajamiahela ja juhtimisstrateegia õige konstruktsiooni abil saab alalisvooluharjadeta käigukastiga mootorite tagurpidipidurdamisega saavutada tõhusa ja usaldusväärse kiire peatamise, kuid koormuse karakteristikuid, riistvarakaitset ja pidurdamise ajastuse juhtimist tuleb täielikult arvesse võtta.