Двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов (Permanent magnet DC, PMDC) обеспечивают меньшие размеры решений и повышенный КПД в таких приложениях, как портативные пылесосы и беспроводные электроинструменты. При проектировании изолированного источника питания для двигателей PMDC необходимо учитывать несколько факторов – переходную характеристику, требуемую пиковую нагрузку, размеры решения и стоимость, – которые напрямую влияют на конструкцию силовой части и выбранную топологию преобразователя энергии.
Одна из особых проблем, связанных с двигателями PMDC, заключается в том, что пиковый ток двигателя может в несколько раз превышать его ток в установившемся режиме. Эта пиковая нагрузка напрямую влияет на выбор топологии и стоимость изолированного источника питания. Чтобы проиллюстрировать эту характеристику PMDC, рассмотрим базовую формулу для рабочего напряжения двигателя постоянного тока (1):
![]() | (1) |
где
VS – напряжение питания, приложенное к двигателю,
VB – противо-ЭДС двигателя,
VL – падение напряжения на индуктивности ротора,
IA – ток якоря,
RA – сопротивление обмотки якоря.
Эта взаимосвязь составляющих рабочего напряжения показана на Рисунке 1.
![]() | |
Рисунок 1. | Характеристики PMDC иллюстрирует упрощенная модель двигателя постоянного тока. |
Когда двигатель полностью неподвижен, противо-ЭДС равна 0 В (при отсутствии какого-либо вращательного движения), а ток, потребляемый двигателем, ограничен только сопротивлением якоря. Поскольку сопротивление обмотки якоря в типичном случае составляет менее 1 Ом, начальный ток, потребляемый двигателем при подаче полного номинального напряжения питания, может быть в несколько раз больше, чем в установившемся режиме, до того, как возникнет противо-ЭДС.