Warum sollte ich mir Sorgen machen, dass ein Motor meine Versorgungsspannung in die Höhe treibt, wenn die Gegen-EMK die Versorgungsspannung nicht überschreiten kann?

Ein von einer H-Brücke angetriebener Motor ist auch ein Aufwärtswandler. Hier ist eine H-Brücke:

Ersetzen Sie den Motor durch eine Induktivität, einen Widerstand und eine Spannungsquelle (Gegen-EMK):

Betrachten wir einfach, dass wir den Motor in eine Richtung antreiben und S3 immer offen und S4 immer geschlossen ist:

Drehen Sie V1, S1 und D1 (gleiche Schaltung):

Drehen Sie das Ganze von links nach rechts (immer noch die gleiche Schaltung):

Wir brauchen keine aktive Berichtigung, also können wir S1 löschen. D2 dient auch keinem Zweck. Wir können auch R1 löschen, da es nur ein kleiner Widerstand ist und die Funktion der Schaltung nicht ändert, außer sie weniger effizient zu machen:

Sieht ziemlich nah aus, oder? Natürlich hat ein echter Aufwärtswandler am Ausgang einen Kondensator, um Gleichstrom zu erzeugen, und die Last ist keine Batterie, sondern ein Widerstand, und wahrscheinlich ist V1 keine Gegen-EMK eines Motors, sondern eine Batterie. Dieser Schritt ist nicht notwendig, um zu demonstrieren, wie die Gegen-EMK in Ihre Stromversorgung zurückgespeist werden kann, wird aber nur für den Fall bereitgestellt, dass Sie den Aufwärtswandler nicht erkennen:

QED.

Es kann auch gezeigt werden, dass eine H-Brücke ein Abwärtswandler ist, wenn der Motor beschleunigt wird. Folglich ist es einfacher, die Wechselwirkung zwischen der Batterie und der kinetischen Energie des Motors im Rahmen des Energieerhaltungssatzes zu betrachten. Unter Vernachlässigung nicht idealer Verluste im Wicklungswiderstand, Schalttransistoren, Reibung usw. ergeben eine H-Brücke und ein Motor einen effizienten Energiewandler. Um die Bewegungsenergie des Motors zu erhöhen, muss die Batterie Energie liefern. Um die kinetische Energie des Motors zu verringern, muss die Batterie Energie aufnehmen.

Wenn die Batterie, Reibung oder eine andere Last die kinetische Energie nicht in Wärme oder chemische Energie umwandeln kann, geht sie woanders hin. Höchstwahrscheinlich in Ihre Stromversorgung, die Kondensatoren entkoppelt, wodurch die Spannung der Stromschiene ansteigt, da die in einem Kondensator gespeicherte Energie:

$E = \frac{1}{2}CV^2$

oder äquivalent,

$V = \sqrt{\dfrac{2E}{C}}$

Woher$E$ist die Energie in Joule oder Wattsekunde,$C$ist die Kapazität in Farad, und$V$ist die elektromotorische Kraft in Volt. Um mehr Energie zu speichern, muss die Spannung steigen. Es ist kein Fehler, dass dies genau so aussieht wie die Formel für kinetische Energie:

$E = \frac{1}{2}mv^2$

Woher$E$ist Energie in Joule,$m$ist Masse in Kilogramm, und$v$ist die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde oder für rotierende kinetische Energie,$m$ist das Trägheitsmoment in$kg \cdot m^2$und$v$ist die Winkelgeschwindigkeit in Radian pro Sekunde.

Der Punkt hier ist, dass Sie regeneratives Bremsen erhalten, auch wenn Sie es nicht wollten. Siehe Wie kann ich regeneratives Bremsen eines Gleichstrommotors implementieren?

1. Was Phil gesagt hat

2. Dies ist nicht der gesuchte EMF. Ein Problem besteht darin, die Spannung mit der Gegen-EMK gleichzusetzen. Dies ist keine Gegen-EMF – dies ist Energie, die im System gespeichert ist und „nach einem neuen Zuhause verlangt. Ich sage anspruchsvoll“, weil die Energie anderswo übertragen und mit einer Rate geliefert wird, die das System wünscht. Kommen Sie mit der Annahme des Transfers etwas in Verzug und es wird immer hartnäckiger. Wie erforderlich.

Ein rotierender Motor enthält mechanische Energie, die in elektrische Energie umgewandelt wird, wenn sich der Fluss in den Wicklungen ändert. Wenn Sie stark bremsen, wird die gesamte Energie im Magnetfeld gespeichert und das Magnetfeld möchte seine Fülle teilen.
Das Feld WIRD zusammenbrechen und die Energie WIRD woanders hin geliefert.
Damit ...

Eine Seite des Motors ist normalerweise geerdet (direkt oder über Dioden) und in diesem Fall ist die andere Seite mit der Versorgung verbunden. Wenn das Magnetfeld seine Energie abgibt, wenn die Versorgung die Energie bei konstanter Spannung aufnehmen kann (z. B. ideale Batterie oder Kondensator), hat das Magnetfeld nichts dagegen. Es wird stehen und liefern.

Wenn die Versorgung jedoch keine Energie mit der Rate annimmt, mit der das Feld sie liefern möchte, wird das Feld etwas hartnäckiger – es erhöht die Spannung. Wenn dies nicht funktioniert, erhöht es die Spannung weiter, bis die Energie mit der Rate abfließt, die es "wünscht".
Es geht bis ins Unendliche, wenn es sein muss.
In der realen Welt gibt es immer eine gewisse Kapazität (beabsichtigt oder nicht), die normalerweise den Spannungsanstieg stoppt, indem die Energie im Kondensator gespeichert wird. Sehr kleiner Kondensator = sehr hohe Spannung.

Hinzugefügt:

Dies ist im Wesentlichen ein Kommentar zu Lucs Antwort, ist aber für sich genommen nützlich.

Wie oben muss die Motorenergie „irgendwohin gehen.
Wenn der Motor in einer Last endet, absorbiert die Last die Energie. Ein Snubber ist eine solche Last, aber die
Stromversorgung, auf die Phil sich bezieht, ist eine andere.
steif" wird die Versorgungsspannung nicht merklich ansteigen. Die
Steifigkeit kann dadurch entstehen, dass andere Geräte von der Versorgung betrieben werden, die die Energie und/oder genug Kapazität aufnehmen können, um die Energie mit einem mäßigen Spannungsanstieg zu absorbieren.

Wenn die Versorgung nicht "steif genug" ist, steigt ihre Spannung, wenn die Motorenergie in sie übertragen wird. In extremen Fällen kann der Spannungsanstieg ausreichen, um die Versorgung aufgrund von Überspannungsbedingungen zu zerstören.

Ich glaube, Sie beziehen sich auf die Spannungsspitze, die auftritt, wenn der Strom, der in eine induktive Last (z. B. einen Motor, eine Glühlampe, eine Magnetspule usw.) fließt, plötzlich unterbrochen wird. Aufgrund des Strom-Spannungs-Verhältnisses einer Induktivität, gegeben durch