Điện áp được điều chỉnh bởi điện trở trong mạch máy phát

Vì vậy, tôi đang mày mò chế tạo một mạch cho phép động cơ tạo ra năng lượng để sạc pin. Tôi có cái này, cái mà tôi cho là một động cơ cảm ứng AC tôi đã trục vớt từ một vật trang trí Giáng sinh cũ.

Sau khi tháo động cơ ra khỏi vỏ của nó, tôi đã biết nó là một động cơ đồng bộ.

Cái này với xếp hạng 120VAC 3,8W 4.2 / 5 RMP

Nó có thể xuất ra 200 Volts AC trong mạch ngắn (hoặc DC sử dụng cầu chỉnh lưu) ở mức ~ 6,7mA. Tôi chỉ có thể đọc được cường độ dòng điện từ một mạch ngắn qua bộ chỉnh lưu. Có thể là đồng hồ vạn năng $ 7 của tôi không hoạt động tốt với AC hoặc sự thiếu hiểu biết của tôi về việc đọc cường độ AC.

Thật kỳ lạ (ít nhất là với tôi), bất kể tôi đã làm việc như thế nào: cường độ dòng điện sẽ giữ ở mức nhất quán ~ 6,7mA. Trong tinker của tôi, tôi đã tìm ra, ít nhất là gần như, một đường thẳng cho thấy điện trở được cung cấp cho mạch sẽ tạo ra điện áp tối đa tôi có thể nhận được từ chính động cơ.

Sơ đồ được đăng là một mạch thử nghiệm để thu thập các điểm dữ liệu về điều này.

Tôi đang tự hỏi liệu có ai có ý tưởng gì về nguyên nhân gây ra hiện tượng này không?

Dưới đây là biểu đồ và đồ thị của các điện áp trên toàn bộ mạch (từ một trong hai đầu của cầu chỉnh lưu), với các giá trị khác nhau của R1.

Chắc chắn một số câu trả lời tốt. Không chắc chắn đó là câu trả lời tốt nhất. Tôi đánh giá cao tất cả các đầu vào, và sẽ chọn câu trả lời tốt nhất sau khi tôi đi làm về và có thời gian để làm thêm một số thử nghiệm, và tháo mô-tơ ra để xem những gì thực sự đang diễn ra bên trong.

Để làm rõ: trò chơi kết thúc là tối đa hóa điện áp đến để tôi có thể giảm điện áp sau trong mạch và tăng cường độ dòng điện để sạc pin một cách hiệu quả. Ngoài ra để hiểu tại sao dường như có 6.5mA không đổi này đến từ động cơ này.

Tôi có thể chỉ cần quay lại nghiên cứu của tôi và chọn một câu trả lời tốt nhất cho bây giờ. Nếu tôi gặp bất cứ điều gì thú vị trên đường, tôi chắc chắn sẽ đăng lại.

Công việc tuyệt vời trên thí nghiệm!

Động cơ mà bạn đang sử dụng như một máy phát điện có trở kháng bên trong cao phần lớn là do cuộn dây và cấu trúc từ tính bên trong. Bạn có thể nghĩ về điều này như một điện trở bên trong động cơ nối tiếp với đầu ra của nó. Tất nhiên đây không phải là một điện trở thực, chỉ là một cách để mô hình hóa nó.

Bạn đã không đề cập đến nó, nhưng khi bạn đang thử nghiệm hãy xem xét rằng tải được đặt trên động cơ của bạn đóng vai trò là máy phát có thể khiến động cơ lái tăng tốc hoặc giảm tốc độ. Điều này tất nhiên sẽ ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm của bạn.

Trong điện tử, chúng ta biết rằng công suất tối đa sẽ được chuyển sang tải khi trở kháng tải phù hợp với trở kháng nguồn. Bạn có thể thấy thú vị khi thêm một cột vào biểu đồ cho thấy sức mạnh trong tải (= V ² / R) để xem liệu bạn có thể tìm thấy điểm truyền năng lượng tối đa hay không. Bạn sẽ cần phải mở rộng thử nghiệm của mình với các giá trị kháng cao hơn rất có thể.

Khi bạn đã xác định công suất tối đa bạn có thể nhận được từ máy phát điện của mình, bạn có thể xem liệu nó có phù hợp để cấp nguồn cho thiết bị mục tiêu của mình không. Nếu nó có đủ năng lượng, thì rất có thể giải pháp sẽ yêu cầu bộ điều chỉnh buck để giảm điện áp cao hơn một cách hiệu quả.

Hãy tiếp tục phát huy.

Trong phạm vi bạn đo được, trình tạo phần lớn hoạt động như một nguồn hiện tại.

Để gần đúng đầu tiên, máy phát có thể được mô hình hóa như một nguồn điện áp nối tiếp với điện trở. Điện áp tỷ lệ thuận với tốc độ quay và điện trở được cố định hợp lý.

Bạn nói rằng bạn đang nhận được điện áp mạch mở 200 V, và dòng điện ngắn mạch khoảng 6,6 mA. Giả sử rằng máy phát vẫn quay với tốc độ tương tự khi được rút ngắn như khi mở, điện trở trong của máy phát là (200 V) / (6,6 mA) = 30 kΩ. Giá trị này sẽ bị sai lệch nếu máy phát thực sự chậm lại khi đầu ra bị chập. Dưới đây là mô hình đơn giản hóa của điốt máy phát và chỉnh lưu của bạn:

Nếu điều trên là chính xác, thì bạn sẽ nhận được phần lớn dòng không đổi cho tải dưới 30 kΩ đáng kể. Ở 30 kΩ, bạn sẽ nhận được một nửa dòng điện ngắn mạch ở một nửa điện áp mạch mở. Đó là điểm mà máy phát tạo ra công suất tối đa. Ở mức tải đáng kể trên 30 kΩ, máy phát sẽ trông giống như một nguồn điện áp 200 V.

Một động cơ cảm ứng sẽ không tạo ra nhiều điện áp vào mạch chỉnh lưu. Rôto có thể có một lượng nhỏ từ tính dư để cho phép nó tạo ra một điện áp nhỏ hoạt động như một máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu.

Nếu động cơ tạo ra hơn 50 volt, nó có thể là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu như động cơ đồng hồ hoặc hẹn giờ. Nó cũng có thể là một động cơ DC nam châm vĩnh cửu với một cổ góp, nhưng điều đó là bất thường đối với một động cơ nhỏ ở mức điện áp đó.

Khi sử dụng một động cơ trục vớt, sẽ rất hữu ích khi tìm thấy tất cả các thông tin được đánh dấu trên động cơ và trên sản phẩm mà nó đã bị xóa. Nếu sản phẩm có chứa các thành phần điện khác, được kết nối với động cơ, điều quan trọng là phải có các thành phần đó và có thể kết nối lại chúng sau khi chúng và động cơ được gỡ bỏ. Nó cũng hữu ích để biết về bất kỳ việc sử dụng năng lượng điện khác trong sản phẩm.

Trước khi thử sử dụng động cơ làm máy phát điện, động cơ phải được kiểm tra như một động cơ. Tốt nhất là kiểm tra nó như ban đầu được sử dụng. Xác định điện áp, dòng điện, công suất và tốc độ với tải ban đầu và không có tải. Đo điện trở DC.

Hình ảnh chi tiết và kích thước có thể hữu ích.

Chúng tôi đã học trong lớp động cơ tại UCLA rằng mọi động cơ cũng là một máy phát điện. Động cơ Syncronous sẽ tạo ra và khóa rút điện theo mối quan hệ pha giữa điện áp được áp dụng và vị trí động cơ khi nó đang tải. Khi tải là âm (ai đó đang quay tay quay và cố gắng làm cho động cơ đi nhanh hơn), sức mạnh trở nên tiêu cực. Đó là cách một động cơ đồng bộ trở thành một máy phát điện. Bạn điều chỉnh đầu ra bằng cách điều chỉnh công suất cơ học áp dụng cho trục.

Toàn bộ điều này là một bài tập tương tự như giữ sổ sách tài chính: chiếm toàn bộ năng lượng.

Tôi không nghĩ Tesla đã nghĩ đến DC khi anh ấy phát minh ra động cơ AC.