วิธีการใช้เบรกที่มีประสิทธิภาพสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กที่แปรง DC?

เฮ้ เป็นซัพพลายเออร์ของDC แปรงมอเตอร์ขนาดเล็กฉันมีประสบการณ์ที่เป็นธรรมในการจัดการกับโรงไฟฟ้าเล็ก ๆ เหล่านี้ หนึ่งในคำถามที่พบบ่อยที่สุดที่ฉันได้รับจากลูกค้าคือวิธีการใช้เบรกที่มีประสิทธิภาพสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กที่แปรง DC ดังนั้นฉันคิดว่าฉันจะแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับหัวข้อนี้

ก่อนอื่นเรามาเข้าใจกันว่าทำไมการเบรกจึงมีความสำคัญสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กที่แปรง DC ในแอปพลิเคชันหลายอย่างเช่นหุ่นยนต์ระบบอัตโนมัติและเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กคุณต้องหยุดมอเตอร์อย่างรวดเร็วและแม่นยำ โดยไม่ต้องเบรกที่เหมาะสมมอเตอร์อาจหมุนได้เนื่องจากความเฉื่อยซึ่งอาจนำไปสู่การวางตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องเพิ่มการสึกหรอและการฉีกขาดและแม้กระทั่งอันตรายด้านความปลอดภัยในบางกรณี

ตอนนี้เรามาดำดิ่งสู่วิธีการต่าง ๆ ในการใช้เบรกที่มีประสิทธิภาพสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กที่แปรง DC

การเบรกแบบไดนามิก

การเบรกแบบไดนามิกเป็นหนึ่งในวิธีการที่ใช้กันมากที่สุด แนวคิดพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังการเบรกแบบไดนามิกคือการแปลงพลังงานจลน์ของมอเตอร์หมุนเป็นพลังงานไฟฟ้าแล้วกระจายพลังงานนี้เป็นความร้อน นี่คือวิธีการทำงาน:

เมื่อคุณต้องการหยุดมอเตอร์คุณจะตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟและเชื่อมต่อตัวต้านทานข้ามขั้วมอเตอร์ มอเตอร์ตอนนี้ทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้างกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวต้านทาน ตัวต้านทานจะกระจายพลังงานเป็นความร้อนซึ่งทำให้มอเตอร์ช้าลง

กุญแจสำคัญในการเบรกแบบไดนามิกที่มีประสิทธิภาพคือการเลือกค่าตัวต้านทานที่เหมาะสม หากตัวต้านทานมีขนาดใหญ่เกินไปแรงเบรกจะอ่อนแอและมอเตอร์จะใช้เวลานานในการหยุด ในทางกลับกันหากตัวต้านทานมีขนาดเล็กเกินไปอาจทำให้เกิดการไหลของกระแสมากเกินไปซึ่งอาจทำให้มอเตอร์หรือตัวต้านทานเสียหายได้

ในการคำนวณค่าตัวต้านทานที่เหมาะสมคุณต้องพิจารณาแรงดันไฟฟ้ากระแสและความเร็วของมอเตอร์ จุดเริ่มต้นที่ดีคือการใช้แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับของมอเตอร์เพื่อประเมินการกระจายพลังงาน จากนั้นคุณสามารถใช้กฎของโอห์ม (r = v / i) เพื่อคำนวณค่าตัวต้านทาน

เบรก

การเบรกแบบปฏิรูปเป็นวิธีการขั้นสูงที่ไม่เพียง แต่หยุดมอเตอร์ แต่ยังกู้คืนพลังงานบางส่วน แทนที่จะกระจายพลังงานเป็นความร้อนเช่นเดียวกับการเบรกแบบไดนามิกการเบรกแบบปฏิรูปจะป้อนพลังงานไฟฟ้ากลับเข้าไปในแหล่งจ่ายไฟหรืออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเช่นตัวเก็บประจุหรือแบตเตอรี่

ในการใช้การเบรกใหม่คุณต้องมีวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานเช่น H-Bridge H-Bridge ช่วยให้คุณสามารถควบคุมทิศทางของการไหลของกระแสในมอเตอร์ เมื่อคุณต้องการเบรกมอเตอร์ H-Bridge จะสลับการเชื่อมต่อของมอเตอร์กับแหล่งจ่ายไฟทำให้มอเตอร์ผลิตกระแสไฟฟ้าและป้อนกลับไปยังแหล่งพลังงาน

การเบรกแบบปฏิรูปมีประสิทธิภาพมากกว่าการเบรกแบบไดนามิกโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่มอเตอร์ต้องการหยุดและเริ่มต้นบ่อยครั้ง อย่างไรก็ตามมันต้องใช้วงจรควบคุมที่ซับซ้อนมากขึ้นและอาจมีราคาแพงกว่าในการใช้งาน

การเสียบปลั๊ก

การเสียบหรือที่เรียกว่าเบรกย้อนกลับในปัจจุบันเป็นอีกวิธีหนึ่งในการหยุดมอเตอร์ขนาดเล็กแปรง DC อย่างรวดเร็ว ในวิธีนี้คุณย้อนกลับขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขั้วมอเตอร์ สิ่งนี้สร้างแรงบิดตรงข้ามที่แข็งแกร่งซึ่งหยุดมอเตอร์ได้อย่างรวดเร็ว

ในการใช้เสียบคุณต้องใช้วงจรที่สามารถสลับขั้วของแรงดันไฟฟ้าได้ สามารถทำได้โดยใช้ H-Bridge หรือรีเลย์ อย่างไรก็ตามการเสียบอาจทำให้เกิดกระแสไฟคลื่นขนาดใหญ่ซึ่งอาจทำให้มอเตอร์หรือแหล่งจ่ายไฟเสียหาย ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องใช้ตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบันหรือวงจรป้องกันเพื่อป้องกันการไหลของกระแสมากเกินไป

การเบรกเชิงกล

นอกเหนือจากวิธีการเบรกไฟฟ้าแล้วคุณยังสามารถใช้การเบรกเชิงกลเพื่อหยุดมอเตอร์ขนาดเล็กแปรง DC เบรกเชิงกลทำงานโดยการหนีบทางร่างกายหรือมีส่วนร่วมในการหมุนส่วนของมอเตอร์เพื่อหยุดการเคลื่อนไหว

มีเบรกเชิงกลหลายประเภทเช่นดิสก์เบรกเบรกกลองและเบรกแม่เหล็กไฟฟ้า ดิสก์เบรกใช้คาลิปเปอร์เพื่อยึดแผ่นดิสก์ที่ติดอยู่กับเพลามอเตอร์ในขณะที่ดรัมเบรกใช้รองเท้าเบรกเพื่อกดด้านในของกลอง เบรกแม่เหล็กไฟฟ้าใช้แม่เหล็กไฟฟ้าในการมีส่วนร่วมกับพื้นผิวแรงเสียดทาน

เบรกเชิงกลมักใช้ในการใช้งานที่ต้องการแรงบิดเบรกสูงหรือในกรณีที่วิธีการเบรกไฟฟ้าไม่เพียงพอ อย่างไรก็ตามพวกเขาต้องการส่วนประกอบเชิงกลเพิ่มเติมและอาจเพิ่มน้ำหนักและความซับซ้อนให้กับระบบ

การเลือกวิธีการเบรกที่เหมาะสม

ตอนนี้คุณรู้เกี่ยวกับวิธีการเบรกที่แตกต่างกันคุณจะเลือกวิธีที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณได้อย่างไร? นี่คือปัจจัยบางอย่างที่ต้องพิจารณา:

• แรงบิดเบรก: ปริมาณแรงบิดเบรกที่ต้องการขึ้นอยู่กับความเฉื่อยโหลดและเวลาหยุดที่ต้องการ หากคุณต้องการแรงบิดเบรกสูงคุณอาจพิจารณาใช้การเบรกเชิงกลหรือการเสียบ
• ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: หากประสิทธิภาพการใช้พลังงานมีความสำคัญการเบรกแบบปฏิรูปเป็นวิธีที่จะไป ช่วยให้คุณสามารถกู้คืนพลังงานบางอย่างที่จะสูญเปล่า
• ค่าใช้จ่าย: ค่าใช้จ่ายในการใช้ระบบเบรกรวมถึงค่าใช้จ่ายของส่วนประกอบเช่นตัวต้านทาน, สะพาน H และเบรกเชิงกลรวมถึงค่าใช้จ่ายของวงจรควบคุม คุณต้องปรับสมดุลค่าใช้จ่ายตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันของคุณ
• ความปลอดภัย: ในบางแอพพลิเคชั่นความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญที่สุด คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบเบรกมีความน่าเชื่อถือและสามารถหยุดมอเตอร์ได้อย่างรวดเร็วในกรณีฉุกเฉิน

เป็นDC แปรงมอเตอร์ขนาดเล็กซัพพลายเออร์ฉันสามารถช่วยคุณเลือกวิธีการเบรกที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณ ฉันมีมอเตอร์และส่วนประกอบที่หลากหลายรวมถึงมอเตอร์แปรง DC คาร์บอนและDC brushless motor driveที่สามารถใช้ในการใช้ระบบเบรกที่มีประสิทธิภาพ

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเราหรือต้องการความช่วยเหลือเกี่ยวกับแอปพลิเคชันการเบรกมอเตอร์ของคุณอย่าลังเลที่จะเข้าถึง เราอยู่ที่นี่เพื่อช่วยเหลือคุณเกี่ยวกับความต้องการที่เกี่ยวข้องกับมอเตอร์ทั้งหมดและสามารถทำงานร่วมกับคุณเพื่อหาทางออกที่ดีที่สุดสำหรับโครงการของคุณ มาคุยกันเกี่ยวกับความต้องการของคุณกันดีกว่าและดูว่าเราสามารถทำให้ระบบมอเตอร์ของคุณมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากขึ้น

การอ้างอิง

• พื้นฐานเครื่องจักรไฟฟ้าสตีเฟ่นเจแชปแมน
• Power Electronics: Converters, Applications และ Design, Ned Mohan, Tore M. Undeland และ William P. Robbins