Enkel kortslutningsbromsning för små motorer

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
KrKB
Inlägg: 12
Blev medlem: 16 juli 2024, 10:44:25

Enkel kortslutningsbromsning för små motorer

Inlägg av KrKB »

Hej alla,

Jag arbetar just nu med ett Arduino-projekt, främst för att lära mig mer, där jag vill styra flera små DC-motorer (3,7V, 0,1A) med PWM. Ett problem jag stött på är att motorerna fortsätter att snurra av sig själva i några sekunder efter att PWM-signalen sätts till 0. Detta beror på trögheten i motorerna. Jag skulle vilja få dem att stanna så snabbt som möjligt (inom rimliga gränser) när PWM är 0 (eller nära noll). Eftersom jag inte använder en H-brygga och motorerna bara snurrar i en riktning, är de endast anslutna till PWM och jord. Jag skulle gärna behålla den här enkla uppkopplingen utan att behöva lägga till fler signaler.

Efter att ha forskat lite tror jag att det jag behöver är en lösning som i princip kortsluter motorns båda anslutningar när PWM-signalen är 0. Min tanke var att använda en PNP-transistor där emitter- och kollektorportarna kopplas till motoranslutningarna, och basen styrs av PWM-signalen. Detta är ungefär som jag föreställer mig lösningen, och som jag förstått det borde detta kortsluta motorn när spänningen på basen är lägre än på emittern. Observera att jag är nybörjare, så om det finns några uppenbara misstag i min förståelse får ni gärna rätta mig!
Bild

Ett annat problem som jag tror mig ha förstått är att eftersom PWM:s omkopplingsfrekvens är betydligt lägre än en BJT-transistors svarstid, skulle min lösning kunna orsaka kortslutning och bromsning inom varje PWM-cykel (när spänningen är 0). Detta skulle i sin tur bromsa motorn även under drift och leda till högre energiförbrukning. Jag är endast intresserad av att bromsa motorerna när PWM-signalen är ihållande 0 (eller nära noll), inte inom varje PWM-cykel.

Jag skulle verkligen uppskatta era råd! Mitt mål är att hålla lösningen enkel, kostnadseffektiv och utan att påverka motorns prestanda vid vanlig drift, allt medan jag undviker att lägga till extra styrsignaler. Är det möjligt, och i så fall hur?

Tack på förhand!
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26610
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Enkel kortslutningsbromsning för små motorer

Inlägg av Icecap »

Du ska inte kortsluta motorn direkt. Du ska ett motstånd inblandad som dummy-load.

Det svåra är att styra transistorn som du bör. Det kan gå att göra men kräver att det finns konstant spänning till det kretslopp som behövs.

PWM-signalet har ju aktiv + och detta kan man använda till att ladda en liten kondensator genom en diod. Vid att styra avladdningen av kondensatorn till att ta en aning längre tid än PWM-cykeln, kan man styra så att kort efter att sista PWM-puls har kommit, tänds broms-transistorn och därmed kopplas belastningsmotståndet in.

Detta KAN göras med uteslutande PWM-pulserna som drivning men kräver även en stor kondensator som kan fungera som korttids-batteri för att driva broms-kretsen. Du ska även använda MOSFET som transistor till bromsningen.

Problemet med den lösning är att startströmmen för första PWM-puls blir mycket stor.
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11765
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: Enkel kortslutningsbromsning för små motorer

Inlägg av Klas-Kenny »

Om du nu ändå styr det hela med Arduino så lägg till en extra utgång och transistor så att du får en halvbrygga och kan bromsa när du vill.
Användarvisningsbild
säter
Inlägg: 35014
Blev medlem: 22 februari 2009, 21:16:35
Ort: Säter

Re: Enkel kortslutningsbromsning för små motorer

Inlägg av säter »

Icecap skrev: 1 december 2024, 08:51:38 Du ska inte kortsluta motorn direkt. Du ska ett motstånd inblandad som dummy-load.
Behövs verkligen det?
Vad jag vet finns inget sådant motstånd på en vindrutetorkarmotor.
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11765
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: Enkel kortslutningsbromsning för små motorer

Inlägg av Klas-Kenny »

Borde inte behöva något bromsmotstånd om man har moderat rörelseenergi att ta hand om, och det är okej med ett tämligen abrupt stopp. Samt att bromsandet görs rimligt sällan.

Energin behöver ju hamna någonstans. Och utan bromsmotstånd borde det mesta bli värme i motorn. Men bara det inte blir för mycket så är ju inte det något större problem.
Användarvisningsbild
MiaM
Inlägg: 12420
Blev medlem: 6 maj 2009, 22:19:19

Re: Enkel kortslutningsbromsning för små motorer

Inlägg av MiaM »

säter skrev: 2 december 2024, 07:27:12
Icecap skrev: 1 december 2024, 08:51:38 Du ska inte kortsluta motorn direkt. Du ska ett motstånd inblandad som dummy-load.
Behövs verkligen det?
Vad jag vet finns inget sådant motstånd på en vindrutetorkarmotor.
Motorn är väl induktiv, dvs när du slår av torkaren så kommer det vid omkopplingstillfället gå så mycket ström som motorn drog innan du slog av den? Sen när omkopplaren redan växlat så går det kanske högre ström när motorn faktiskt bromsar, men då har ju kontakten redan slutit för att bromsa och tål högre ström.

Med halvledare så är det ju känsligare, det är ju ingen skillnad på max ström vid omslag v.s. när den redan leder.
Användarvisningsbild
SeniorLemuren
Inlägg: 8333
Blev medlem: 26 maj 2009, 12:20:37
Ort: Kristinehamn

Re: Enkel kortslutningsbromsning för små motorer

Inlägg av SeniorLemuren »

Kan man inte bara lägga en diod över polerna som kortsluter backemk. En stegmotor t.ex blir ju nästan omöjlig att vrida när den är kortsluten.
hummel
Inlägg: 2504
Blev medlem: 28 november 2009, 10:40:52
Ort: Stockholm

Re: Enkel kortslutningsbromsning för små motorer

Inlägg av hummel »

På en slotracingbil vill man ha möjlighet till maximal broms i vissa fall, 3-polig permanentmagnetmotor för DC, där kortsluter man utan motstånd.
Skriv svar