커패시터가 모터에 병렬로 추가되는 이유는 무엇입니까? 그들의 목적은 무엇입니까?


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봇에 병렬로 커패시터가 연결된 많은 모터를 보았습니다. 분명히 이것은 모터의 "안전"을위한 것입니다. 내가 이해하는 것처럼, 이러한 모든 일은 변동을 완화시키는 것입니다. 변동이 모터에 부정적인 영향을 미칠 수 있을지 의심됩니다. 샤프트가 느려지거나 막히면 모터가 보호되지만 방법을 알 수 없습니다.

그러한 커패시터의 기능은 정확히 무엇입니까? 무엇을 방지하고 어떻게합니까?

답변:


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커패시터는 두 가지 방식으로 모터와 함께 사용됩니다. 때로는 동일한 모터에 두 가지 기술이 모두 적용되며 크게 다른 모양의 커패시터 두 개와 연결될 수 있습니다.

  • 브러시가있는 모터가 정상적으로 작동하면 모터 브러시에 스파크가 발생하여 "DC에서 일광까지"소음이 발생합니다. 이는 PWM과 관련이 없습니다. 이러한 모터가 PWM없이 배터리를 통해 직접 연결된 경우에도 발생합니다. 우리가 아무 것도하지 않으면 전자 보드 (또는 배터리에서 직접)와 모터로 연결되는 케이블은 안테나처럼 작동하여 TV와 기타 라디오 간섭을 방출합니다. 사람들이 그 문제를 해결하는 한 가지 방법은 작은 세라믹 커패시터를 모터에 직접 연결하여 잡음을 많이 흡수하는 것입니다. b c d e

  • PWM을 사용하여 모터를 구동 할 때 트랜지스터가 "켜질"때 모터는 전류 스파이크 / 서지 전류를 끌어 올릴 수 있습니다. 위의 노이즈 필터링 커패시터는 전류 스파이크를 악화시킵니다. 트랜지스터가 "끄기"되면 모터 인덕턴스가 모터 인덕턴스에서 전압 스파이크를 유발할 수 있습니다. 위의 노이즈 필터링 커패시터가 약간 도움이됩니다. 모터에 직접 연결된 더 복잡한 필터는이 두 가지 문제에 도움이 될 수 있습니다. a b

  • 브러시가없는 모터조차도 모터가 데드 스톱에서 켜지고 로봇이 장애물에 부딪쳐 모터를 정지시킬 때 모터는 정상 작동에서보다 훨씬 더 높은 전류를 끌어옵니다 -몇 초 동안 지속될 수있는 전류. 이러한 높은 전류는 시스템의 모든 디지털 전자 제품을 재설정 (혹은 단지 재설정하기에 충분한 배터리 전원 레일을 풀다운 수 있습니다 약간의 절반 뇌 증후군을 일으키는 원인이되는 디지털 전자를).

    한 가지 해결 방법에는 두 부분이 있습니다.

    1. 배터리에 직접 (또는 PWM 모터 드라이버에 배터리 입력, 또는 디지털 전자 장치에 배터리 입력, 또는 세 위치 모두에 커패시터) 대형 전해 커패시터 추가-이 커패시터는 배터리보다 몇 밀리 초.
    2. 실속 된 모터가 그 큰 커패시터에서 모든 에너지를 끌어 당기고 파워 레일을 낮게 잡아 당겨 물건을 리셋하기 시작하고 디지털 시스템을 프로그래밍하여 모터가 정지되었음을 인식하고 그 모터의 전원을 끊는 데 걸리는 시간 (밀리 초) . 그러면 해당 모터가 더 이상 파워 레일을 끌어 내리지 않으며 디지털 전자 장치와 다른 모든 모터는 계속 정상적으로 작동합니다. ( "소프트 스타트", "전류 제한", "토크 제한"등이이 아이디어의보다 정교한 형태입니다). (이러한 큰 커패시터는 PWM이 꺼질 때 모터에서 나오는 일부 에너지를 흡수하고 나중에 PWM이 켜질 때 그 에너지를 다시 모터에 넣습니다).

위의 커패시터는 다른 것들 보호 에서 모터의 전기적 간섭을. 위의 단계 (2)로 인해 모터가 결국 몇 초 후에 과열 및 고장을 방지하지 못한다고 주장 할 수 있다고 생각합니다. 그러나 이것이 실제로 주요 목적은 아닙니다.


이것은 모터가 꺼질 때 발생하는 상황에 대한 또 다른 좋은 설명입니다. "메인 커패시터"로 스크롤하십시오 : 4qdtec.com/pwm-01.html
Ian

@Ian : 감사합니다. 배터리 와이어의 인덕턴스는 내 대답이 완전히 간과하지만 링크가 지적했듯이 무시할 수는 없습니다.
David Cary

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많은 브러시 모터에서 볼 수있는 커패시터는 브러시가 정류 할 때 아크로 인해 RF 노이즈를 흡수합니다. 당신은 종종 모터가 상당히 강력하고 빠르게 회전하는 RC 자동차에 사용되는 모터에서 이것을 볼 수 있습니다.

PWM을 사용하여 모터를 구동 할 때 문제가 발생합니다. 듀티 사이클이 시작될 때 전류가 켜지면 전류가 H- 브리지에서 커패시터로 급등함에 따라 전류 스파이크가 나타납니다. 이 돌입 전류로 인해 전원 공급 장치에서 눈에 띄는 전압 리플이 발생하여 민감한 아날로그 센서에 노이즈가 추가 될 수 있습니다.

돌입 전류를 방지하기 위해 H 브리지와 커패시터 사이에 인덕터 쌍을 추가 할 수 있습니다. 이것은 전류를 상당히 안정적으로 유지합니다. 실제로 모터 구동 회로에 인덕터가 종종 표시됩니다. 모터 자체는 인덕터이지만 종종 인덕턴스가 매우 낮기 때문에 PWM 드라이브를 사용할 때 전류 변동을 부드럽게하기 위해 인덕턴스가 추가됩니다.

축전기는 실속의 경우 모터를 보호하는 것과 관련이 없습니다. 모터가 정지하면 전류가 증가하여 모터가 과열 될 위험이 있습니다.


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특히 마지막 단락에 +1.
Ian
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