Mengapa kapasitor ditambahkan ke motor (secara paralel); apa tujuan mereka?


52

Saya telah melihat banyak motor yang memiliki kapasitor yang terpasang paralel dalam bot. Ternyata, ini untuk "keselamatan" motor. Seperti yang saya pahami, semua ini akan lakukan adalah memperlancar fluktuasi - dan saya ragu fluktuasi dapat memiliki efek buruk pada motor. Rupanya ini melindungi motor jika poros sedang melambat / tersumbat, tapi saya gagal melihat caranya.

Apa sebenarnya fungsi kapasitor seperti itu? Apa yang mencegahnya, dan bagaimana?

Jawaban:


55

Kapasitor digunakan dengan motor dalam dua cara berbeda. Kadang-kadang motor yang sama akan menerapkan kedua teknik, dan dikaitkan dengan dua kapasitor yang tampak berbeda secara signifikan.

  • Ketika motor dengan kuas berjalan normal, kuas motor menghasilkan percikan api, yang menyebabkan kebisingan "dari DC ke siang hari". Ini tidak ada hubungannya dengan PWM - itu terjadi bahkan ketika motor ini terhubung langsung di baterai, tanpa PWM. Jika kita tidak melakukan apa-apa, kabel yang berjalan dari papan elektronik (atau langsung dari baterai) ke motor akan bertindak seperti antena, memancarkan TV dan gangguan radio lainnya. Salah satu cara orang memperbaiki masalah itu adalah dengan memasang kapasitor keramik kecil langsung ke motor untuk menyerap banyak kebisingan itu. b c d e

  • Saat menggunakan PWM untuk menggerakkan motor, ketika transistor mengaktifkan "," motor dapat menarik lonjakan arus / lonjakan arus - kapasitor penyaringan kebisingan di atas membuat lonjakan arus semakin buruk. Ketika transistor "mati", induktansi motor dapat menyebabkan lonjakan tegangan dari induktansi motor - kapasitor penyaring kebisingan di atas sedikit membantu. Filter yang lebih kompleks yang dipasang langsung ke motor dapat membantu kedua masalah ini. a b

  • Ketika sebuah motor - bahkan motor yang tidak memiliki sikat - pertama kali dinyalakan di jalan buntu, dan juga ketika robot mengenai halangan dan menghentikan motor, motor menarik arus yang jauh lebih tinggi daripada dalam operasi normal. - arus yang dapat berlangsung selama beberapa detik. Arus tinggi ini dapat menarik rel daya baterai cukup untuk mengatur ulang semua elektronik digital dalam sistem (atau mungkin me-reset hanya beberapa elektronik digital, menyebabkan sindrom setengah otak).

    Satu work-around memiliki 2 bagian:

    1. tambahkan kapasitor elektrolit besar langsung di seluruh baterai (atau melintasi input baterai ke driver motor PWM, atau melintasi input baterai ke elektronik digital, atau seringkali kapasitor di ketiga lokasi) - kapasitor ini bekerja lebih baik dalam memasok arus tinggi untuk beberapa milidetik daripada baterai.
    2. Dalam beberapa milidetik yang kita miliki sebelum motor yang macet menarik semua energi dari kapasitor besar itu dan kemudian menarik rel daya yang cukup rendah untuk mulai mengatur ulang hal-hal, memprogram sistem digital untuk entah bagaimana mengenali bahwa motor telah terhenti dan mematikan daya ke motor itu . Kemudian motor itu tidak lagi menyeret rel listrik, dan elektronik digital dan semua motor lainnya terus beroperasi secara normal. ("soft-start", "pembatasan-saat ini", "pembatasan-torsi", dll. adalah bentuk yang lebih canggih dari ide ini). (Kapasitor besar itu, juga menyerap sebagian energi yang keluar dari motor ketika PWM mati ", dan kemudian memasukkan energi itu kembali ke motor ketika PWM menyala" menyala ").

Kapasitor di atas melindungi hal-hal lain dari gangguan listrik motor. Saya kira orang bisa berargumen bahwa langkah (2) di atas mencegah motor yang macet akhirnya, setelah beberapa detik, menjadi terlalu panas dan gagal - tetapi itu sebenarnya bukan tujuan utamanya.


Ini adalah penjelasan bagus lainnya tentang apa yang terjadi ketika motor mati, gulir ke bawah ke "kapasitor utama": 4qdtec.com/pwm-01.html
Ian

@Ian: Terima kasih. Induktansi kabel baterai adalah sesuatu yang jawaban saya sepenuhnya abaikan, tetapi seperti yang ditunjukkan tautan itu, tidak dapat diabaikan.
David Cary

9

Kapasitor terlihat pada banyak motor disikat ada untuk menyerap kebisingan RF karena lengkung sebagai sikat pergantian. Anda sering melihat ini pada motor yang digunakan dalam mobil RC, di mana motornya cukup kuat dan berputar cepat.

Masalahnya muncul ketika Anda menggunakan PWM untuk menggerakkan motor. Pada awal siklus tugas, saat arus dihidupkan, Anda akan melihat lonjakan arus saat arus mengalir ke kapasitor dari H-Bridge. Arus deras ini kadang-kadang dapat menyebabkan riak tegangan yang terlihat pada catu daya, menambah kebisingan ke sensor analog sensitif.

Untuk mencegah arus masuk, Anda dapat menambahkan sepasang induktor antara H-Bridge dan kapasitor. Ini akan membuat arus cukup stabil. Sebenarnya, Anda akan sering melihat induktor di sirkuit drive motor. Walaupun motor itu sendiri adalah sebuah induktor, seringkali induktansi yang cukup rendah, sehingga induktansi tambahan ditambahkan untuk membantu meredakan fluktuasi saat ini saat menggunakan drive PWM.

Kapasitor tidak ada hubungannya dengan melindungi motor dalam kasus kios. Ketika motor berhenti, arus meningkat dan Anda berisiko motor terlalu panas.


1
+1 untuk paragraf terakhir khususnya.
Ian
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.
Judi bola