Fransa'da atölyede 24V DC motoru step-down ile sürmek

Atölyede eski bir konveyör bandının 24V DC redüktörlü motorunu tekrar çalıştırmam gerekti. Motor etiketi 24V, 4A, fırçalı; elimde 48V 10A bir torba tipi güç kaynağı vardı ve bunu doğrudan bağlamak motoru yakacaktı. Ek bir 24V kaynak almak yerine 48V’den düşürmeye karar verdim. Ortam Fransa’da küçük bir atölye, tezgâh üstü, 230V prizden beslenen bir düzenek.

Önce LM2596 tabanlı hazır bir step-down modülü denedim. 4A çekişte modül ısındı ve çıkış 21V’a kadar düştü; motor yükte zorlanınca voltaj dalgalandı. Bu yüzden 5A nominal, senkron doğrultuculu bir modüle geçtim ve çıkışı bir osiloskopla yükte kontrol ettim. Bağlantı şu şekildeydi:

48V (+) ---> modül IN+
48V (-) ---> modül IN-
modül OUT+ ---> motor (+)
modül OUT- ---> motor (-)
motor gövdesi ---> toprak barası (ayrı)

Modülün çıkışını 24.0V’a ayarladım, motor boştayken 24.1V, 3.8A yükte 23.6V okudum. Giriş tarafına 470µF, çıkış tarafına 220µF elektrolitik kondansatör ekledim; modülün kendi kondansatörleri yükte dalgalanmayı tam kesmiyordu. Motor kablosunu burgu çift yaptım ve gövde toprağını ayrı tuttum, çünkü fırçalı motorun gövdesi üzerinden dönen akım modülün referansını kaydırıyordu.

Neden böyle: 48V’den lineer regülatörle 24V’a düşmek 4A’da 96W ısı demek, atölye için kabul edilemez. Step-down anahtarlamalı çözüm verimli ama çıkış dalgalanması ve EMI üretiyor. Bu yüzden giriş/çıkış kondansatörlerini ve kısa, burgu kablo düzenini pazarlık konusu yapmadım. Kablo kesiti 1.5mm²; 4A için sınırda ama 2m’lik hatta düşüş kabul edilebilir seviyede kaldı.

Nerede bozulur: Motor ani yükte 6A’ya yakın çekerse modül akım sınırlamasına giriyor ve çıkış çöküyor; bu durumda motor duruyor, modül ısınıyor. Ayrıca modülün ortak toprağı yoksa osiloskop probunu bağladığınızda gövde üzerinden kaçak akım görüyorsunuz. Bir de 48V kaynağın şasesi topraklıysa modülün OUT- hattını topraklamayın; ikisi çakışınca sigorta atıyor. Bunu bir kez yaşadım, modülün giriş kondansatörü patladı.

Şimdi merak ettiğim: fırçalı DC motoru step-down ile sürerken motor ile modül arasına seri bir indüktör koymak dalgalanmayı gerçekten azaltıyor mu, yoksa sadece modülün çıkış kondansatörünü mü büyütmek gerekiyor?