Почему конденсаторы добавляются в двигатели (параллельно); какова их цель?

Я видел много двигателей с конденсаторами, подключенными параллельно в боты. Видимо, это для «безопасности» мотора. Насколько я понимаю, все это будет делать, чтобы сгладить любые колебания - и я сомневаюсь, что колебания могут оказать какое-либо неблагоприятное воздействие на двигатель. Очевидно, они защищают двигатель, если вал замедляется / блокируется, но я не понимаю, как.

Какова функция такого конденсатора? Что это мешает и как?

Конденсаторы используются с двигателями двумя различными способами. Иногда к одному и тому же двигателю применяются оба метода, и он связан с двумя существенно отличающимися друг от друга конденсаторами.

• Когда моторы со щетками работают нормально, моторные щетки создают искры, которые вызывают шум «от постоянного тока до дневного света». Это не имеет ничего общего с ШИМ - это происходит, даже если эти двигатели подключены напрямую через батарею, без какого-либо ШИМ. Если мы ничего не сделаем, кабель, идущий от платы электроники (или непосредственно от аккумулятора) к двигателю, будет действовать как антенна, излучая телевизор и другие радиопомехи. Один из способов решить эту проблему - прикрепить маленькие керамические конденсаторы непосредственно к двигателю, чтобы поглотить большую часть этого шума. б с д е

• При использовании ШИМ для управления двигателем, когда транзисторы включаются, двигатель может вытягивать скачок тока / импульсный ток - вышеуказанные конденсаторы с шумоподавлением ухудшают этот скачок тока. Когда транзисторы выключаются, индуктивность двигателя может вызвать скачки напряжения от индуктивности двигателя - вышеупомянутые конденсаторы с шумовой фильтрацией немного помогают. Более сложные фильтры, прикрепленные непосредственно к двигателю, могут помочь в решении этих двух проблем. а б

• Когда двигатель - даже двигатель, у которого нет щеток - сначала включается с полной остановкой, а также когда робот сталкивается с препятствием и останавливает двигатель, двигатель протягивает гораздо более высокие токи, чем при нормальной работе. - токи, которые могут длиться несколько секунд. Этот высокий ток может тянуть вниз батареи питания рельс достаточно , чтобы сбросить все цифровую электронику в системе (или , возможно , восстановить только некоторые из цифровой электроники, вызывая синдром половины мозга).

  Один обходной путь состоит из 2 частей:

  1. добавьте большие электролитические конденсаторы непосредственно через аккумулятор (или через вход аккумулятора в драйвер мотора ШИМ, или через вход аккумулятора в цифровую электронику, или часто конденсаторы во всех трех местах) - эти конденсаторы лучше работают при подаче больших токов для несколько миллисекунд, чем батарея.
  2. За те несколько миллисекунд, что у нас есть, прежде чем остановленный двигатель вытягивает всю энергию из этих больших конденсаторов, а затем подтягивает силовые шины достаточно низко, чтобы начать сброс настроек, запрограммируйте цифровую систему так, чтобы каким-то образом распознавать, что двигатель остановился, и отключите питание этого двигателя. , Тогда этот двигатель больше не тянет за шину питания, и цифровая электроника и все другие двигатели продолжают работать в обычном режиме. («мягкий старт», «ограничение тока», «ограничение крутящего момента» и т. д. являются более сложными формами этой идеи). (Эти большие конденсаторы также поглощают часть энергии, которая исходит от двигателя, когда ШИМ выключается, и позже возвращает эту энергию обратно в двигатель, когда ШИМ включается).

Вышеуказанные конденсаторы защищают другие вещи от электрических помех двигателя. Я полагаю, можно утверждать, что вышеприведенный шаг (2) предотвращает перегрев и сбой через несколько секунд остановленного двигателя, но это не является его основной целью.

Конденсатор, который можно увидеть на многих щеточных двигателях, предназначен для поглощения радиочастотного шума из-за искрения, когда щетки коммутируют. Вы часто видите их на двигателях, используемых в радиоуправляемых автомобилях, где двигатели довольно мощные и быстро вращаются.

Проблема возникает, когда вы используете ШИМ для управления двигателем. В начале рабочего цикла, когда ток включается, вы увидите скачок тока, когда ток устремляется в конденсатор от H-моста. Этот пусковой ток может иногда вызывать заметную пульсацию напряжения на источнике питания, добавляя шум в любые чувствительные аналоговые датчики.

Чтобы предотвратить пусковой ток, вы можете добавить пару индукторов между H-мостом и конденсатором. Это будет держать ток довольно устойчивым. На самом деле, вы все равно часто будете видеть индукторы в цепях привода двигателя. Несмотря на то, что сам двигатель является индуктором, он часто имеет довольно низкую индуктивность, поэтому добавленная дополнительная индуктивность помогает сгладить любые колебания тока при использовании ШИМ-привода.

Конденсаторы не имеют ничего общего с защитой двигателя в случае остановки. Когда двигатель глохнет, ток увеличивается, и вы рискуете перегреть двигатель.