對于直流電機系統,動(dòng)能來(lái)自給電機供電的電源,通過(guò)電機產(chǎn)生力矩來(lái)加速質(zhì)量運動(dòng)。
能量?jì)Υ嫖挥谥绷麟姍C轉子的慣性和與之連接的機械系統中。簡(jiǎn)單地說(shuō),機械系統可以被設想成與電機軸耦合的飛輪。
動(dòng)能可以用公式Iω2來(lái)計算,其中I是慣性力矩,ω是角速度。速度越快或慣性越大,則儲存的能量就越多。
斷開(kāi)旋轉直流電機的電源后,運動(dòng)質(zhì)量中存儲的能量將被消耗掉,從而造成系統的機械損失。由于摩擦力的影響,大部分能量被轉化成了熱能。除非摩擦力大,否則電機停機速度會(huì )很慢。這時(shí),驅動(dòng)電機從電動(dòng)狀態(tài)轉換到發(fā)電狀態(tài),但是由于沒(méi)有電流通道,也就沒(méi)有電磁轉矩來(lái)幫助停止電機的運轉。
這種方法有時(shí)也被稱(chēng)為“短路制動(dòng)”。事實(shí)上,短路通常是通過(guò)下管MOSFET提供電流通路,并開(kāi)啟H橋。
若此能量較小(慢速或慣性較小),則此時(shí)電壓的升高可忽略?捎袝r(shí),若能量太多或電容容量不夠,電壓可能會(huì )升至破壞性水平。這將損壞直流電機驅動(dòng)電路或其他連接到相同電源的電路。
直流電機驅動(dòng)有幾種方法可以處理回流電源的能量。一個(gè)是在電源上放置大電容器。此種方法有時(shí)會(huì )被采用,但大多數情況下,由于物理或成本的限制,大電容器并不實(shí)用。
另外一個(gè)解決方案是使用直流電機驅動(dòng)的半導體鉗夾裝置,將工作延伸到電源上,例如TVS或齊納二極管。使用鉗位裝置在電源電壓超過(guò)正常工作電壓時(shí)擊穿電壓。在再生能使電壓升高的情況下,鉗位裝置可以擊穿電壓來(lái)保護系統。返回至電源的能量在鉗位裝置中以熱量的形式消散。