PowerLab kam se ta energie podje?

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Meziobvod: možná odpor vůbec nepotřebujete

Než se začne dimenzovat brzdný odpor, stojí za to spočítat, jestli je vůbec potřeba. Kondenzátory meziobvodu totiž nějakou energii pojmou — a je jí víc, než se čeká.

E = ½ C (U₁² − U₀²)energie pohlcená vzrůstem napětí
U₁ = √(U₀² + 2E/C)a odtud, kam napětí vyskočí
50001000015000200006080100kapacita meziobvodu [µF]napětí po pohlcení [V]mez měniče
Napětí stoupne z 48 V na 205,7 V (mez je 60 V). Vejde se 1,3 J.
Přebývá 38,7 J — bez brzdného odporu měnič vypne. Aby se to vešlo, musela by kapacita být 61728 µF, což je 30,9× víc než teď.
Energie v kondenzátoru jde s druhou mocninou napětí, takže rezerva mezi jmenovitým a mezním napětím je nečekaně velká: z 48 na 60 V se vejde víc než polovina toho, co je v něm při 48 V uloženo.
Táhni kapacitou a energií. Zelený bod znamená „vejde se", červený „bez odporu měnič vypne".

Proč je ta rezerva větší, než se zdá

Energie jde s druhou mocninou napětí, takže rozdíl mezi jmenovitým a mezním napětím pojme víc, než by odpovídalo poměru napětí. Meziobvod na 48 V s mezí 60 V pojme

½C(60² − 48²) = ½C · 1296víc než polovinu toho, co je v něm při 48 V uloženo

a to při 2 mF dělá 1,3 J. Pro malý pohon to stačí; pro rychlou osu ne. Právě proto se odpověď musí spočítat a nedá se odhadnout.

A když se to nevejde, jsou dvě cesty. Buď přidat kapacitu, nebo přidat brzdný odpor. Nástroj počítá, kolik kapacity by bylo potřeba — a obvykle je to tolik, že je odpor levnější. U pohonů s krátkými pulsy ale ne, a tam se přidání kondenzátoru vyplatí: nemá žádné ztráty a neprodukuje teplo.

Co se stane, když se to neošetří

Napětí stoupne přes mez a měnič se odpojí s chybou „přepětí meziobvodu". To je v lepším případě. V horším je mez nastavená blízko průrazného napětí kondenzátorů a nezvládne to ani vypnout.

Vzorce v této kapitole

E — pohlcená energie
E = ½C(U₁² − U₀²) [J] rezerva je větší, než se zdá
U₁ — napětí po pohlcení
U₁ = √(U₀² + 2E/C) [V] porovnat s mezí měniče
C — potřebná kapacita
C = 2E / (U_max² − U₀²) [F] alternativa k odporu