Наскільки відрізняються конструкції двигунів постійного струму від конструкцій генераторів постійного струму?

Деякі двигуни постійного струму можна використовувати як генератори, застосовуючи механічний крутний момент до вихідного валу, щоб викликати струм. Однак, навіть якщо постійний двигун може це зробити, я думаю, що вони не були розроблені для цієї мети і, таким чином, працюють менш ефективно, коли використовуються як генератор, а не як двигун.

На мій наївне розуміння, генератори постійного струму та постійні двигуни - це по суті та сама техніка, але з вхідними та вихідними змінами. Це змушує мене вважати, що деякі інші дизайнерські міркування використовуються для того, щоб зробити один напрямок більш ефективним, ніж інший.

Наскільки по-різному призначені генератори постійного струму та постійні мотори, щоб зробити один напрямок вводу / виходу більш ефективним, ніж інший? Що можна зробити електрично чи механічно для підвищення ефективності в будь-якому напрямку?

Зокрема, мені цікаво перетворити постійний двигун в генератор і хочу знати, як я можу підвищити його ефективність при перетворенні механічної енергії в електричну.

За старих часів генератори постійного струму були щітними комутованими пристроями. Вони мали одну або кілька обмоток статора і обмотку арматури. Польові генератори постійного струму, а також двигуни зазвичай були з'єднані одним із трьох методів: Серія, Шунт та З'єднання. Не вникаючи в деталі, кожен мав свій набір сильних і слабких сторін. Але вам потрібно пам'ятати лише про ці дві речі: напруга двигуна постійного струму залежить від швидкості його вхідного вала. Струм - це функція крутного моменту. Більше напруга означає більше RPM, а більше амперів означає більше ньютометрів (або футових фунтів).

Тож при всьому цьому вам потрібно джерело постійної швидкості, щоб отримати постійну напругу. І вам потрібно забезпечити достатній крутний момент, щоб задовольнити поточну потребу вантажу, інакше напруга знизиться. Старі автомобілі мали комутовані генератори. Вони не могли регулювати напругу, тому використовували діапазон близько 10-14 вольт і використовували реле, яке просто закривалося, коли швидкість двигунів була в межах напруги. Якщо напруга пішло занадто низько або занадто високо, реле відкрилося. Примітивні за сучасними мірками. Генератор в сьогоднішньому автомобілі використовує ланцюг регулювання напруги, який змінює струм арматури, який змінює напруженість поля на основі вихідної напруги статорів. Нижня швидкість означає більший струм до арматури і менший струм при більшій швидкості.

То чим відрізнялися генератори постійного струму від двигунів? Зовсім не дуже відрізняється. Якщо що-небудь, вони здебільшого відрізнялися механічним дизайном, оскільки вони повинні були бути з'єднані з основним двигуном (паровим, ДВС, електричним тощо). Хоча в набагато більших динамових системах вони мали регульовані комутаторні щітки для компенсації зсуву в комутаційній площині внаслідок сильних навантажувальних властивостей. Ручне колесо перетворить черв'ячну передачу, яка би рухала або затримувала комутаційну площину, щоб повернути генератор до його нормальних робочих параметрів. Вам не потрібно хвилюватися з цього приводу, оскільки я впевнений, що двигун не здатний на мегават.

Я здогадуюсь, ваш двигун є двигуном постійного типу магніту. Його оборотна табличка RPM - це те, що потрібно для обертання мотора, щоб отримати напругу на табличці. Це означає, що якщо у вас 12В мотор, який обертається при 6000 об / хв, вам потрібно 6000 об / хв, щоб отримати 12В. Якщо у вас немає джерела постійної швидкості, у вас немає можливості регулювати напругу. Вам знадобиться регулятор перемикання долара, щоб отримати постійну напругу від двигуна.

Якщо ви використовуєте це для проекту відновлюваної енергії, наприклад, вітру чи гідро, регулятор заряду зазвичай розроблений для широкого переключення напруги на вході через регулятор напруги / посилення. Сонячні панелі - це близька аналогія до генератора постійного магніту постійного струму, не має регулювання внутрішньої напруги та різної кількості, якщо вхідна енергія. Сонце може світитися яскраво на одну хвилину і хвилину, перекриваючись хмарою. Тож контролер заряду робить все можливе, щоб зробити корисну постійну напругу зі свого різного входу. Звідти використовуйте акумуляторні батареї, щоб захопити цю потужність для подальшого використання та діяти як буфер для подій з низьким входом.

І лише для довідки, двигун змінного струму також може генерувати потужність, якщо ви обертаєте його швидше, ніж на його обідній табличці RPM, як правило, з синхронною швидкістю. Але знову ж таки, не потрібно регулювання напруги та постійної швидкості. Більше клопоту, ніж варто. Також слід звернути увагу: реактивні літаки використовують дуже складний механічний регулятор швидкості для створення постійних швидкостей валу, що забезпечує постійну частоту змінного струму 60 або 400 ГГц у міру зміни дроселя.

Генератори постійного струму або динамометри будь-якого значного розміру в наші дні досить рідкісні. Набагато частіше використовувати генератор змінного струму (генератор) із зовнішнім випрямлячем.

Я не маю авторитетної відповіді на ваше запитання, але я не можу реально побачити будь-яку причину, щоб вони відрізнялися будь-яким суттєвим чином. Усі питання, що стосуються механічної міцності, конструкції магнітного поля та електричних характеристик, майже однакові, незалежно від того, яким способом живлення фактично протікає.

Ну, по-перше, динамові потрібні або якісь потужності пускового пуску, або постійні магніти, оскільки вони не можуть залежати від електромагнітів лише в статорі; Ви не виробляєте електроенергії, переміщуючи провід без струму поруч із іншим проводом без струму.

Постійний двигун постійного магніту буде діяти як динамо, якщо забезпечити потужність обертання до своєї осі, тому різниці тут немає. Комутатор може бути вирівняний трохи інакше, ігноруючи необхідність скорочення, коли магнітне поле гальмує мотор; не було б ніякого занепокоєння щодо того, щоб не створити «мертву зону», де мотор не запускався б, а не потягнув сусідський магніт. Якщо що-небудь, то пристрій був би значно простішим.

Тепер, якщо ви хочете включити електромагніти для статора, будуть деякі відмінності ... зазвичай вони будуть живитись від зовнішнього джерела, яке потім можна буде зарядити від динамо.