Чому до двигунів додаються конденсатори (паралельно); яке їх призначення?

Я бачив багато двигунів з конденсаторами, приєднаними паралельно в ботах. Мабуть, це для «безпеки» мотора. Як я розумію, все це буде згладжувати будь-які коливання - і я сумніваюся, що коливання можуть мати негативний вплив на двигун. Мабуть, вони захищають мотор, якщо вал сповільнюється / блокується, але я не розумію як.

Яка саме функція такого конденсатора? Що це заважає, і як?

Конденсатори використовуються з двигунами двома різними способами. Іноді для одного і того ж двигуна застосовуються обидві методи, і вони будуть пов'язані з двома значно різними на вигляд конденсаторами.

• Коли двигуни з щітками працюють нормально, моторні щітки видають іскри, які викликають шум "від постійного струму до денного світла". Це не має нічого спільного з ШІМ - це відбувається навіть тоді, коли ці двигуни підключені безпосередньо через акумулятор, без жодної ШІМ. Якщо ми нічого не зробили, кабель, що проходить від плати електроніки (або безпосередньо від акумулятора) до двигуна, діяв би як антена, випромінюючи телевізор та інші радіоперешкоди. Один із способів вирішити цю проблему - це приєднати маленькі керамічні конденсатори безпосередньо до двигуна, щоб поглинати велику частину цього шуму. b c d e

• Під час використання ШІМ для приводу двигуна, коли транзистори "включаються", мотор може витягнути струм спайка / струму - вищевказані конденсатори з фільтруванням шуму посилюють цей сплеск струму. Коли транзистори відключаються, індуктивність двигуна може спричинити сплески напруги від індуктивності двигуна - вищезгадані конденсатори, що фільтрують шуми, трохи допомагають. Більш складні фільтри, прикріплені безпосередньо до двигуна, можуть допомогти цим двом проблемам. a b

• Коли мотор - навіть мотор, у якого відсутні щітки - спочатку включається на мертвій зупинці, а також, коли робот потрапляє на перешкоду і зупиняє двигун, мотор витягує набагато більші струми, ніж у звичайній роботі - струми, які можуть тривати кілька секунд. Цей високий струм може знизити електроживлення акумулятора достатньо, щоб скинути всю цифрову електроніку в системі (або, можливо, скинути лише частину цифрової електроніки, викликаючи синдром напів-мозку).

  Один обхід складається з 2 частин:

  1. додайте великі електролітичні конденсатори безпосередньо через акумулятор (або через вхід акумулятора до драйвера ШІМ двигуна, або через вхід батареї до цифрової електроніки, або часто конденсаторів у всіх трьох місцях) - ці конденсатори краще працюють при подачі високих струмів для кілька мілісекунд, ніж акумулятор.
  2. За кілька мілісекунд у нас перед тим, як зупинений мотор витягне всю енергію з цих великих конденсаторів, а потім витягне силові рейки досить низько, щоб почати скидання речей, запрограмуйте цифрову систему, щоб якось визнати, що мотор застопорив і вбиває потужність цього двигуна . Потім цей двигун більше не тягне за собою силову рейку, а цифрова електроніка та всі інші двигуни продовжують працювати нормально. ("м'який старт", "обмежуючий струм", "обмежуючий крутний момент" тощо є більш досконалими формами цієї ідеї). (Ці великі конденсатори також поглинають частину енергії, яка виходить з двигуна, коли ШІМ вимикається ", а пізніше повертають цю енергію в мотор, коли ШІМ включається").

Вищеперелічені конденсатори захищають інші речі від електричних перешкод двигуна. Я припускаю, що можна стверджувати, що вищевказаний крок (2) запобігає остаточному моторові перестати через багато секунд перегріватися та вийти з ладу - але це насправді не його головне призначення.

Конденсатор, помічений на багатьох щіткових двигунах, є для того, щоб поглинати радіочастотний шум завдяки дугоподібним колам, коли комутуються щітки. Це часто ви бачите на двигунах, які використовуються в автомобілях з RC, де мотори досить потужні і швидко крутяться.

Проблема виникає, коли ви використовуєте ШІМ для приводу мотора. На початку робочого циклу, коли ввімкнено струм, ви побачите сплеск струму, коли струм вбігає в конденсатор з Н-мосту. Цей ударний струм іноді може викликати помітний пульсації напруги на джерелі живлення, додаючи шум будь-яким чутливим аналоговим датчикам.

Для запобігання струму струму ви можете додати пару індукторів між Н-мостом і конденсатором. Це буде тримати течію досить стабільно. Насправді, у будь-якому разі ви часто бачите індуктори на ланцюгах приводів двигуна. Незважаючи на те, що сам двигун є індуктором, це часто досить низька індуктивність, тому додаткова індуктивність додається, щоб допомогти згладити будь-які коливання струму при використанні ШИМ-накопичувача.

Конденсатори не мають нічого спільного із захистом двигуна у випадку застою. Коли мотор зупиняється, струм збільшується, і ви ризикуєте перегріти двигун.