La mejor manera de lidiar con el aumento de corriente de los motores de CC

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Tengo una batería Li-po 12V 9800mAh (corriente típica de 2.4A) que alimenta un drone 4WD con 4 motores de CC (que aún no he caracterizado).

Conducir los motores de velocidad fija a máxima sin transitorios provocará un aumento en el consumo de corriente que va más allá de lo que la batería puede suministrar.

Puedo (y lo más probable es que tenga que) usar el SW para que la transición sea gradual, de modo que la corriente máxima sea de alguna manera manejable.

Sin embargo, hasta ahora solo realicé intentos empíricos y creo que lo más probable es que sean subóptimos, dependiendo del nivel de carga de la batería.

Después de buscar en Google, todavía no pude encontrar una respuesta definitiva sobre cómo abordar este problema.

Algunos consejos dicen que ponga un capacitor grande en paralelo a la batería, pero ¿es todo? Puedo usar una fuente de alimentación para reemplazar la batería y medir la corriente pico real y su duración, pero ¿qué hacer después de eso?

No estoy seguro de que usar un circuito RC sea una buena idea y no sabría si hay algún circuito activo que pueda manejar la corriente de pico.

¿Hay alguna forma estandarizada de resolver este problema?

    
pregunta Igor Stoppa

2 respuestas

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¿Es usted una forma estandarizada de resolver este problema?

Sí: utiliza un condensador.

  

pero es todo?

Sí.

  

Puedo usar una fuente de alimentación para reemplazar la batería y medir la corriente pico real y su duración, pero ¿qué hacer después de eso?

Podrías estimar la capacidad necesaria. (Yo uso \ $ U \ $ para voltaje, no \ $ V \ $)

$$ C = {Q \ over U} $$

Así que la pregunta es cuántos Q \$Q\$ son necesarios para el pico. Por el momento sabes que

$$ \ begin {align} I & = {dQ \ over dt} \\ Idt & = dQ \\ \ underset {spike} {\ int} Idt & = Q \ end {align} $$

Básicamente, el área debajo de la espiga le indica cuántos \ $ Q \ $ s necesita. Por supuesto, la batería puede manejar cierta corriente de línea de base, lo que significa una cierta cantidad de \ $ Q \ $ s por vez. La punta encima de eso debe ser manejada por el capacitor.

Esta es una estimación aproximada. No todos los condensadores pueden tomar picos arbitrarios de alta corriente. Compruebe las hojas de datos. Ahora obtenga un capacitor con más de la capacidad estimada y vuelva a realizar las pruebas. Alcance la corriente de la batería y la corriente del condensador. El pico en la corriente de la batería se debe reducir ya que la corriente para el pico proviene del condensador.

Luego ponga algunos de esos condensadores en paralelo a su batería. Cuántos dependen de la frecuencia con la que se produce un pico y de la velocidad de recarga de los condensadores.

de los comentarios:

  

Esta batería tiene su propio interruptor incorporado: ¿no causará daño tener un condensador muy grande en paralelo a la batería, cuando lo enciendo?   Si el condensador es lo suficientemente grande como para sostener la punta que mencioné, ¿no causará que la batería tenga un tamaño aún mayor cuando se active?   Pensé que debería agregar una pequeña resistencia en serie al condensador. Pero eso también debería tenerse en cuenta al calcular el valor del condensador, ¿no?

Depende de cómo se coloca la resistencia.

  • Si lo colocas entre la batería y el condensador
    • no es "estorbar" cuando el condensador se descarga para equilibrar la punta,
    • pero siempre está "en el camino" de la batería. Toda la corriente de la batería pasa por la resistencia, lo que significa una pérdida de energía permanente.
  • Si lo colocas en serie al condensador
    • no está en el camino de la corriente que va al motor
    • pero está en el camino de la corriente que viene y va al capacitor
respondido por el Magic Smoke
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La solución estándar para este problema es limitar la corriente de sobretensión en los motores. Si los conduce con PWM, puede simplemente aumentar la PWM a una velocidad lo suficientemente lenta para mantener baja la corriente de sobretensión. Si también mide el consumo máximo de corriente, entonces puede variar la relación de PWM para mantenerse por debajo del límite de corriente; entonces obtendrá el par y la aceleración máximos disponibles. Esto no solo protege la batería sino también el motor y la cadena de transmisión.

Un capacitor grande colocado a través de la batería puede funcionar si los motores se aceleran rápidamente (por ejemplo, en un vehículo de movimiento lento con motores muy engranados). Pero para ser eficaz, la capacitancia debe ser muy grande, y entonces es posible que tenga problemas al encender la alimentación.

Una buena batería Lipo no debería tener problemas para manejar altas corrientes. Por ejemplo, una batería de 9800mAh clasificada a 3C (una calificación muy baja) debería poder entregar 9.8 * 3 = 29A continuo. Pero no tienes batería. Usted tiene una 'caja de energía' que probablemente consiste en un Lipo de 3.7V con un regulador de impulso para obtener 12V. Su corriente de salida está limitada por el regulador, y su capacidad real es probablemente mucho menor que 9800mAh.

Su caja de energía puede ser capaz de manejar una alta capacitancia en su salida, o no. Sin el conocimiento de su circuito interno, no puede estar seguro (y si se trata de una unidad china barata, entonces no puede estar seguro de que cumplirá con sus especificaciones). Dado que los dispositivos para los que está diseñado normalmente tienen una potencia de hasta 1000uF, debería ser seguro usar tanta capacitancia, además para aumentar lentamente la relación PWM.

    
respondido por el Bruce Abbott

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