जब मेरी आपूर्ति वोल्टेज शूट करने के लिए आपूर्ति ईएमएफ आपूर्ति वोल्टेज से अधिक नहीं हो सकती तो मुझे मोटर के बारे में चिंता क्यों करनी चाहिए?

Question

मैंने लोगों को यह कहते सुना है कि मोटर नियंत्रण सर्किट में, किसी को मोटर को बिजली की आपूर्ति में वापस रखने से सावधानी बरतनी चाहिए, जिससे आपूर्ति वोल्टेज बढ़ जाती है, परिणामस्वरूप चीजें टूट जाती हैं। लेकिन यह कैसे हो सकता है? जब तक कुछ बाहरी बल मोटर को गति नहीं दे रहा है, तब तक बैक-ईएमएफ कभी भी आपूर्ति वोल्टेज से अधिक नहीं हो सकता है। फिर यह कभी भी आपूर्ति वोल्टेज को अधिक कैसे चला सकता है?

Answer 1

एच-ब्रिज द्वारा संचालित एक मोटर एक बढ़ावा कनवर्टर भी है। यहाँ एक एच-ब्रिज है:

मोटर को एक प्रारंभ करनेवाला, प्रतिरोध और वोल्टेज स्रोत (बैक-ईएमएफ) से बदलें:

आइए बस विचार करें कि हम मोटर को एक दिशा में चला रहे हैं, और S3 हमेशा खुला रहता है, और S4 हमेशा बंद रहता है:

V1, S1 और D1 (समान सर्किट) को घुमाएं:

पूरी चीज को बाएं-दाएं घुमाएं (अभी भी एक ही सर्किट):

हमें सक्रिय सुधार की आवश्यकता नहीं है , इसलिए हम S1 को हटा सकते हैं। D2 भी बिना किसी उद्देश्य के कार्य करता है। हम R1 को भी हटा सकते हैं, क्योंकि यह केवल एक छोटा प्रतिरोध है और इसे कम कुशल बनाने के अलावा सर्किट के कार्य को नहीं बदलता है:

बहुत करीब से देख रहे हैं, है ना? बेशक, एक वास्तविक बढ़ावा कनवर्टर डीसी बनाने के लिए आउटपुट पर एक संधारित्र होगा, और लोड एक बैटरी नहीं है, लेकिन एक रोकनेवाला है, और शायद वी 1 एक मोटर की बैक-ईएमएफ नहीं है, बल्कि एक बैटरी है। यह कदम यह प्रदर्शित करने के लिए आवश्यक नहीं है कि बैक-ईएमएफ आपकी बिजली की आपूर्ति में वापस कैसे फीड कर सकता है, लेकिन यह केवल उस स्थिति में प्रदान किया जाता है जब आप बूस्टर को नहीं पहचानते हैं:

QED।

यह भी दिखाया जा सकता है कि जब मोटर को त्वरित किया जा रहा है, तो एच-ब्रिज एक हिरन कनवर्टर है। नतीजतन, ऊर्जा के संरक्षण के नियम के फ्रेम में बैटरी और मोटर की गतिज ऊर्जा के बीच बातचीत के बारे में सोचना आसान है। घुमावदार प्रतिरोध में गैर-आदर्श नुकसान की उपेक्षा करना, ट्रांजिस्टर, घर्षण, आदि स्विच करना, एक एच-ब्रिज और एक मोटर एक कुशल ऊर्जा कनवर्टर बनाते हैं। मोटर की गतिज ऊर्जा को बढ़ाने के लिए, बैटरी को ऊर्जा की आपूर्ति करनी चाहिए। मोटर की गतिज ऊर्जा को कम करने के लिए, बैटरी को ऊर्जा को अवशोषित करना चाहिए।

यदि बैटरी, घर्षण, या कुछ अन्य भार गतिज ऊर्जा को ऊष्मा या रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित नहीं कर सकते हैं, तो यह कहीं और जाएगी। सबसे अधिक संभावना है, आपकी बिजली आपूर्ति में कैपेसिटर को डिकूप करने में, जिससे पावर रेल वोल्टेज बढ़ता है, क्योंकि कैपेसिटर में संग्रहीत ऊर्जा है:

$E = \frac{1}{2}CV^2$

या समकक्ष,

$V = \sqrt{\dfrac{2E}{C}}$

जहाँ जौल या वाट-सेकंड में ऊर्जा है, फराड्स में कैपेसिटेंस है, और वोल्ट में इलेक्ट्रोमोटिव बल है। अधिक ऊर्जा स्टोर करने के लिए, वोल्टेज को ऊपर जाना चाहिए। यह एक गलती नहीं है कि यह वास्तव में गतिज ऊर्जा के लिए सूत्र जैसा दिखता है:$E$$C$$V$

$E = \frac{1}{2}mv^2$

जहाँ ऊर्जा जूल में होती है, में किलोग्राम में द्रव्यमान होता है, और प्रति सेकंड मीटर में वेग होता है, या गतिज ऊर्जा को घुमाने के लिए, में जड़ता का क्षण होता है और कोणों में वेग होता है, रेडियंस में प्रति सेकंड।$E$$m$$v$$m$$kg \cdot m^2$$v$

यहाँ मुद्दा यह है कि यदि आप नहीं चाहते हैं तो भी आपको पुनर्योजी ब्रेकिंग मिलती है। देखें कि मैं डीसी मोटर के पुनर्योजी ब्रेकिंग को कैसे लागू कर सकता हूं?

Comments

+1। हालांकि, काम करने के लिए बढ़ावा देने वाले कनवर्टर के लिए, S2 (अंतिम चित्र) को चालू और बंद करना होगा। दो मामले लागू होते हैं। (1) आप अभी भी एक PWM लागू करते हैं और "सक्रिय ब्रेकिंग" जैसा कुछ करते हैं। यह अंत में एक बढ़ावा कनवर्टर के लिए नेतृत्व करेंगे। (2) किसी भी ट्रांजिस्टर के लिए कोई पीडब्लूएम नहीं - केवल डायोड ईएमएफ के लिए रेक्टिफायर्स के रूप में कार्य करेगा, और वोल्टेज खतरनाक स्तर तक नहीं बढ़ेगा जब तक कि आप बाहरी रूप से मोटर को तेजी से चालू नहीं करते हैं जब तक कि इसे बंद नहीं किया जाता है।

— जेबोनाट

सर्किट लैब अच्छा होगा, आप शायद 555 टाइमर और एक वोल्टेज स्रोत एक टोपी का उपयोग कर सकते हैं जिसे आप कुछ डायोड के साथ चार्ज कर रहे हैं जो वास्तविक समय में दिखाते हैं कि यह कैसे काम करेगा, लेकिन मैं सर्किट लैब से प्यार करता हूं।

— कोरटुक

@zebonaut सच है, कि यदि आप पुल को स्विच करना बंद कर देते हैं, तो आप आपूर्ति वोल्टेज नहीं बढ़ा सकते। यदि आप इसे कम स्विच करते हैं, तो मोटर टर्मिनलों को छोटा कर दिया जाता है, मोटर का प्रवाह बहुत अधिक होगा, और गतिज ऊर्जा पूरी तरह से घुमावदार प्रतिरोध और ट्रांजिस्टर के नुकसान से गर्मी में परिवर्तित हो जाती है। यदि आप पुल को पूरी तरह से बंद करना बंद कर देते हैं, तो मोटर फ्रीव्हील और केवल घर्षण गतिज ऊर्जा को अवशोषित कर रहा है। आमतौर पर हालांकि, एक PWM मोटर कंट्रोलर इन दो चरम सीमाओं के बीच होता है, और हर बार जब ड्यूटी चक्र कम हो जाता है, तो आप कुछ भी किए बिना, पुनर्योजी ब्रेकिंग प्राप्त करते हैं।

— फिल फ्रॉस्ट

@PhilFrost सिर्फ स्पष्ट करने के लिए, इसका मतलब यह नहीं है कि वोल्टेज बढ़ाने के लिए मोटर को इस तरह से पल्स ड्राइव करना संभव है ताकि आप कम-वोल्टेज स्रोत से उच्च वोल्टेज के लिए रेटेड मोटर चला सकें, है ना? तुम सच में एक बढ़ावा कनवर्टर की आवश्यकता होगी पहले, सही?

— हॉर्टा

@horta हाँ, बहुत ज्यादा। "बूस्ट" केवल तब होता है जब मोटर की ईएमएफ बैटरी वोल्टेज से अधिक हो जाती है, इसलिए बैटरी लोड होती है। चूंकि EMF भी गति के लिए आनुपातिक है, इसका मतलब यह है कि मोटर तेजी से घूम रहा है जितना कि संतुलन में होगा, और इसलिए यह धीमा हो जाएगा।

— फिल फ्रॉस्ट

Answer 2

1. फिल ने क्या कहा

2. यह वह ईएमएफ नहीं है जिसकी आपको तलाश है। एक समस्या आपके ईएमएफ के साथ वोल्टेज को बराबर करने में है। यह ईएमएफ वापस नहीं है - यह सिस्टम में संग्रहीत ऊर्जा है "नए घर दिए जाने की मांग। मैं कहता हूं कि मांग करना" क्योंकि ऊर्जा को कहीं और स्थानांतरित किया जाएगा और इसे इस दर पर वितरित किया जाएगा कि सिस्टम ऐसा होने की इच्छा रखता है। स्थानांतरण स्वीकार करने में थोड़ा पीछे हो जाओ और यह अधिक से अधिक आग्रहपूर्ण हो जाएगा। जैसी ज़रूरत।

एक घूमने वाली मोटर में यांत्रिक ऊर्जा होती है जिसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है क्योंकि घुमावदार परिवर्तन में प्रवाह होता है। जब आप इसे जोर से ब्रेक करते हैं तो सभी एनर्जी चुंबकीय क्षेत्र में जमा हो जाती है और चुंबकीय क्षेत्र अपने इनाम को साझा करना चाहता है।
यह क्षेत्र टूट जाएगा और ऊर्जा कहीं और पहुंच जाएगी।
इसलिए ...

मोटर का एक पक्ष आमतौर पर (सीधे या डायोड के माध्यम से) ग्राउंडेड होता है और इस मामले में दूसरा पक्ष आपूर्ति से जुड़ा होता है। जब चुंबकीय क्षेत्र अपनी ऊर्जा वितरित करता है यदि आपूर्ति निरंतर वोल्टेज (जैसे आदर्श बैटरी या कैपेसिटर) पर ऊर्जा को स्वीकार करने में सक्षम होती है तो चुंबकीय क्षेत्र को कोई आपत्ति नहीं होगी। यह खड़े होकर उद्धार करेगा।

हालांकि, अगर आपूर्ति उस दर पर ऊर्जा को स्वीकार नहीं करेगी जो क्षेत्र इसे वितरित करना चाहता है तो क्षेत्र थोड़ा अधिक आग्रहपूर्ण हो जाएगा - यह वोल्टेज बढ़ाएगा। यदि यह काम नहीं करता है तो यह वोल्टेज को तब तक बढ़ाता रहेगा जब तक कि ऊर्जा उस दर से बाहर नहीं निकलती है जब तक कि यह उसकी "इच्छा" न हो।
अगर यह होगा तो यह अनंत तक जाएगा।
वास्तविक दुनिया में हमेशा कुछ समाई होती है (इरादा है या नहीं) और यह आमतौर पर संधारित्र में ऊर्जा का भंडारण करके वोल्टेज वृद्धि को रोक देगा। बहुत छोटा संधारित्र = बहुत अधिक वोल्टेज।

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जोड़ा गया:

यह अनिवार्य रूप से ल्यूक के जवाब पर एक टिप्पणी है, लेकिन अपने आप में उपयोगी है।

ऊपर के रूप में, मोटर ऊर्जा को "कहीं जाना चाहिए।
यदि मोटर को एक लोड में समाप्त किया जाता है, तो लोड ऊर्जा को अवशोषित करेगा।
एक स्नबर एक ऐसा भार है, लेकिन बिजली की आपूर्ति जिसे फिल संदर्भित करता है, वह एक और है।
यदि आपूर्ति है" कठोर "आपूर्ति वोल्टेज में
उल्लेखनीय रूप से वृद्धि नहीं होगी। कठोरता आपूर्ति से संचालित अन्य उपकरणों के होने से आ सकती है जो ऊर्जा और / या पर्याप्त धारिता को मामूली वोल्टेज वृद्धि के साथ ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए ले सकते हैं।

यदि आपूर्ति "कठोर पर्याप्त" नहीं है, तो इसका वोल्टेज बढ़ जाएगा क्योंकि मोटर ऊर्जा इसमें स्थानांतरित हो जाती है। अत्यधिक मामलों में वोल्टेज की वृद्धि वोल्टेज की स्थिति के कारण आपूर्ति को नष्ट करने के लिए पर्याप्त हो सकती है।

Comments

@PhilFrost - हाँ। लेकिन यह भी, जैसा कि मैंने उल्लेख किया "कठोरता आपूर्ति से संचालित होने वाले अन्य उपकरणों से हो सकती है जो ऊर्जा ले सकते हैं ... ऊर्जा को मामूली वोल्टेज वृद्धि के साथ अवशोषित करने के लिए।" कुछ आपूर्ति विशेष रूप से ऊर्जा को अलग करने के लिए डिज़ाइन एड हैं यदि वोल्टेज बहुत अधिक बढ़ जाता है या इसे वापस आपूर्ति (ऊर्जा वसूली) में स्थानांतरित कर देता है। इनमें से "सबसे चतुर" डीसी को "लोड" से लेता है और मुख्य वोल्टेज और आवृत्ति एसी को मुख्य में लौटाता है।

— रसेल मैकमोहन

Answer 3

मेरा मानना ​​है कि आप वोल्टेज स्पाइक का जिक्र कर रहे हैं, जो तब होता है जब एक आगमनात्मक भार (जैसे मोटर, तापदीप्त दीपक, सोलेनोइड, आदि) में प्रवाहित होता है, अचानक बाधित हो जाता है। द्वारा दिए गए एक प्रारंभ करनेवाला के वर्तमान-वोल्टेज संबंध के कारण

$$V_L(t) = L\frac{di_L(t)}{dt}$$