¿Por qué debo preocuparme de que un motor provoque que mi voltaje de suministro se dispare cuando la fuerza contraelectromotriz no puede exceder el voltaje de suministro?

Un motor accionado por un puente H también es un convertidor elevador. Aquí hay un puente H:

Reemplace el motor con un inductor, resistencia y fuente de voltaje (EMF posterior):

Consideremos que estamos impulsando el motor en una dirección, y S3 siempre está abierto y S4 siempre está cerrado:

Gire V1, S1 y D1 (mismo circuito):

voltea todo de izquierda a derecha (sigue siendo el mismo circuito):

No necesitamos una rectificación activa, por lo que podemos eliminar S1. D2 tampoco sirve para nada. También podemos eliminar R1, ya que es solo una pequeña resistencia y no cambia la función del circuito más que para hacerlo menos eficiente:

Mirando bastante cerca, ¿verdad? Por supuesto, un convertidor de refuerzo real tendrá un condensador en la salida para generar CC, y la carga no es una batería, sino una resistencia, y probablemente V1 no sea el EMF posterior de un motor sino una batería. Este paso no es necesario para demostrar cómo el back-EMF puede retroalimentar su fuente de alimentación, pero se proporciona en caso de que no reconozca el convertidor elevador:

QED.

También se puede demostrar que cuando se acelera el motor, un puente H es un convertidor reductor. En consecuencia, es más fácil pensar en la interacción entre la batería y la energía cinética del motor en el marco de la ley de conservación de la energía. Despreciando las pérdidas no ideales en la resistencia del devanado, los transistores de conmutación, la fricción, etc., un puente H y un motor constituyen un convertidor de energía eficiente. Para aumentar la energía cinética del motor, la batería debe suministrar energía. Para disminuir la energía cinética del motor, la batería debe absorber energía.

Si la batería, la fricción o alguna otra carga no pueden convertir la energía cinética en calor o energía química, se irá a otra parte. Lo más probable es que en su fuente de alimentación se desacoplen los capacitores, lo que hace que aumente el voltaje del riel de alimentación, porque la energía almacenada en un capacitor es:

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

o equivalente,

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

Dónde$E$es la energía en julios o vatios-segundo,$C$es la capacitancia en faradios, y$V$es la fuerza electromotriz, en voltios. Para almacenar más energía, el voltaje debe subir. No es un error que se vea exactamente como la fórmula de la energía cinética:

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

Dónde$E$es energía en julios,$m$es la masa en kilogramos, y$v$es la velocidad en metros por segundo, o para la energía cinética de rotación,$m$es el momento de inercia en$kg \cdot m^2$y$v$es la velocidad angular, en radianes por segundo.

El punto aquí es que obtienes frenado regenerativo incluso si no lo deseas. Consulte ¿Cómo puedo implementar el frenado regenerativo de un motor de CC?

1. lo que dijo phil

2. Este no es el EMF que está buscando. Un problema está en equiparar el voltaje con el EMF posterior. Esto no es EMF de regreso: es energía almacenada en el sistema "que exige que se le dé un nuevo hogar. Digo que exige" porque la energía SE transferirá a otro lugar y se entregará a la velocidad que el sistema desea que suceda. Si se atrasa un poco en aceptar la transferencia, se volverá cada vez más insistente. Según sea necesario.

Un motor giratorio contiene energía mecánica que se convierte en energía eléctrica a medida que cambia el flujo en los devanados. Cuando frenas con fuerza, toda la energía se almacena en el campo magnético y el campo magnético quiere compartir su generosidad.
El campo se colapsará y la energía se enviará a otro lugar.
Asi que ...

Un lado del motor suele estar conectado a tierra (directamente o mediante diodos) y, en este caso, el otro lado está conectado al suministro. Cuando el campo magnético entrega su energía, si el suministro es capaz de aceptar la energía a un voltaje constante (por ejemplo, una batería o un capacitor ideales), entonces al campo magnético no le importará. Se mantendrá y entregará.

Sin embargo, si el suministro no acepta energía a la velocidad que el campo desea entregar, entonces el campo se volverá un poco más insistente: aumentará el voltaje. Si esto no funciona, seguirá aumentando el voltaje hasta que la energía fluya al ritmo que "desea".
Irá hasta el infinito si es necesario.
En el mundo real, siempre hay algo de capacitancia (intencionada o no) y esto generalmente detendrá el aumento de voltaje al almacenar la energía en el capacitor. Condensador muy pequeño = voltaje muy alto.

Adicional:

Este es esencialmente un comentario sobre la respuesta de Luc, pero es útil por derecho propio.

Como se mencionó anteriormente, la energía del motor debe "ir a alguna parte.
Si el motor termina en una carga, entonces la carga absorberá la energía.
Un amortiguador es una de esas cargas, pero la fuente de alimentación a la que se refiere Phil es otra.
SI la fuente es " "rígido", el voltaje de suministro no aumentará apreciablemente.
La rigidez puede provenir de tener otros dispositivos operando desde el suministro que pueden tomar la energía y/o suficiente capacitancia para absorber la energía con un aumento de voltaje modesto.

Si el suministro no es "lo suficientemente rígido", su voltaje aumentará a medida que la energía del motor se transfiera a él. En casos extremos, el aumento de voltaje puede ser suficiente para destruir el suministro debido a condiciones de sobrevoltaje.

Creo que se está refiriendo al pico de voltaje que ocurre cuando la corriente que fluye hacia una carga inductiva (como un motor, una lámpara incandescente, un solenoide, etc.) se interrumpe repentinamente. Debido a la relación corriente-voltaje de un inductor, dada por