¿Por qué debería preocuparme de que un motor provoque que mi voltaje de suministro se dispare cuando el EMF posterior no puede exceder el voltaje de suministro?

He escuchado a personas decir que en los circuitos de control del motor, se deben tomar precauciones para evitar que el motor retroalimente la fuente de alimentación, lo que hace que el voltaje de la fuente aumente y, en consecuencia, rompa las cosas. ¿Pero como puede ser ésto? A menos que una fuerza externa acelere el motor, el EMF posterior nunca puede ser más alto que el voltaje de alimentación. Entonces, ¿cómo podría aumentar 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 conduciendo 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 aparte de hacerlo menos eficiente:

Mirando muy de cerca, ¿verdad? Por supuesto, un convertidor real de refuerzo tendrá un condensador en la salida para generar CC, y la carga no es una batería, sino una resistencia, y probablemente V1 no sea un EMF de respaldo del motor, sino más bien 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 boost:

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 hacen 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 puede convertir la energía cinética en calor o energía química, se irá a otro lado. Lo más probable es que los condensadores de desacoplamiento de la fuente de alimentación provoquen un aumento del voltaje del riel de alimentación, ya que la energía almacenada en un condensador es:

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

o equivalente,

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

$E$$C$$V$

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

$E$$m$$v$$m$$kg \cdot m^2$$v$

El punto aquí es que obtienes un 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 estás buscando. Un problema radica en equiparar el voltaje con el EMF posterior. Esto no es EMF: esta es la energía almacenada en el sistema "exigiendo que se le dé un nuevo hogar. Digo exigente" porque la energía se transferirá a otro lugar y se entregará a una velocidad que el sistema desea que suceda. Atrasarse un poco en la aceptación de la transferencia y se volverá cada vez más insistente. Según sea necesario.

Un motor rotativo contiene energía mecánica que se convierte en energía eléctrica a medida que cambia el flujo en los devanados. Cuando lo frena 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 entregará a otro lugar.
Asi que ...

Por lo general, un lado del motor está 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 voltaje constante (por ejemplo, batería o condensador ideal), entonces el 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: elevará el voltaje. Si esto no funciona, seguirá aumentando el voltaje hasta que la energía fluya a la velocidad que "desea".
Irá al infinito si es necesario.
En el mundo real siempre hay algo de capacitancia (intencionada o no) y esto generalmente detendrá el aumento de voltaje almacenando la energía en el capacitor. Condensador muy pequeño = muy alto voltaje.

Adicional:

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

Como se indicó anteriormente, la energía del motor debe "ir a algún lado.
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 Phil se refiere es otra.
SI la fuente es" rigidez ", 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 capacidad para absorber la energía con un aumento de voltaje moderado.

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