چگونه می توان از یک موتور dc به عنوان ژنراتور استفاده کرد: کاربردهای عملی، انتخاب، عملکرد

جایی در یک کشو یک موتور DC کوچک در انتظار کار است که از یک اسباب بازی شکسته، یک فن دستی یا یک چاپگر قدیمی نجات یافته است. خوانده‌اید که می‌تواند به‌عنوان یک ژنراتور نیز به صورت معکوس اجرا شود، و اکنون می‌خواهید بدانید که آیا واقعاً درست است و چگونه آن را به درستی انجام دهید.

پاسخ کوتاه: بله، و هیچ ترفندی در کار نیست. یک موتور DC با آهنربای دائمی و یک ژنراتور DC با آهنربای دائمی همان ماشینی هستند که فقط از دو طرف مقابل توضیح داده شده اند. ما از سال 1988 در Yuyao موتورهای DC میکرو می‌سازیم، و سؤال ژنراتور دائماً مطرح می‌شود، از دانشجویانی که یک توربین بادی کوچک را سیم‌کشی می‌کنند تا مهندسانی که گزینه شارژ با میل لنگ دستی را اضافه می‌کنند. در اینجا چیزی است که در واقع مهم است.

چرا از موتور DC می توان به عنوان ژنراتور استفاده کرد؟

تبدیل انرژی در داخل یک ماشین DC متقارن است. جریان را از طریق سیم پیچی که در میدان مغناطیسی قرار دارد عبور دهید و سیم پیچ به طرفین فشار داده شود، بنابراین روتور می چرخد. به جای آن همان روتور را بچرخانید و سیم پیچ از میدان عبور می کند، شار مغناطیسی متصل به آن تغییر می کند و ولتاژی در ترمینال ها ظاهر می شود. این قانون القایی فارادی است که دقیقاً همان کاری را که در هر ژنراتور ساخته شده انجام می دهد انجام می دهد.

چیزی که یک موتور DC برس خورده را بسیار راحت می کند، کموتاتور آن است. در داخل آرمیچر ولتاژ القایی متناوب است، زیرا هر سیم پیچ از زیر قطب شمال و سپس قطب جنوب عبور می کند. کموتاتور دقیقاً در لحظه مناسب اتصال را با دنیای خارج عوض می کند، بنابراین دو ترمینال یک قطبیت ثابت را حفظ می کنند. این یک یکسو کننده مکانیکی است و به همین دلیل است که یک موتور برس خورده بدون یک قطعه الکترونیکی به شما DC می دهد.

بخش منظم این است که یک عدد دو کار را انجام می دهد. ثابت ولتاژی که به شما می گوید موتور در هر ولت با چه سرعتی می چرخد، همچنین به شما می گوید که در هر دور چقدر ولتاژ تولید می کند. موتوری با ولتاژ 12 ولت و 6000 دور در دقیقه بدون بار، زمانی که موتور دیگری آن را تا 6000 دور در دقیقه بچرخاند، تقریباً 12 ولت تولید می کند.

براش یا بدون برس: آنچه از سیم ها بیرون می آید

هر دو خانواده می توانند تولید کنند، اما آنها برق متفاوتی را به شما تحویل می دهند و این تفاوت تعیین می کند که بقیه مدار شما چقدر باید انجام دهد.

موتورهای DC برس دار جریان مستقیم را ارائه می دهند

شفت را بچرخانید و DC در پایانه ها ظاهر می شود، با موجی که از کموتاسیون در بالای آن قرار دارد. دو سیم، هیچ چیز دیگری مورد نیاز نیست، و یک مولتی متر بلافاصله مقدار را نشان می دهد.

موتورهای DC بدون جاروبک جریان متناوب سه فاز را ارائه می دهند

در یک موتور بدون جاروبک، سیم‌پیچ‌ها در استاتور قرار می‌گیرند و آهن‌رباها می‌چرخند، بنابراین چرخش شفت باعث ایجاد ولتاژ سه فاز بر روی سیم‌های استاتور می‌شود که در BLDC معمولی ذوزنقه‌ای و در PMSM سینوسی است. هیچ چیز آن را به صورت مکانیکی اصلاح نمی کند، بنابراین قبل از اینکه انرژی بتواند باتری را شارژ کند، به یک پل سه فاز به اضافه یک خازن صاف کننده یا یک کنترلر که از یکسوسازی فعال پشتیبانی می کند، نیاز دارید.

گام به گام تبدیل موتور به ژنراتور

اکثر مردم با هر موتوری که از قبل روی نیمکت است شروع می کنند و این یک رویکرد کاملاً خوب است. موتورهای برس خورده کوچکی که در اسباب بازی ها و وسایل دستی استفاده می شوند، انتخاب کلاسیک برای اولین آزمایش توربین بادی یا میل لنگ دستی هستند، زیرا حاوی آهنرباهای دائمی هستند و ولتاژ قابل خواندنی را تنها در چند صد دور در دقیقه تولید می کنند.

RS-977 موتور DC برس دار با سرعت بالا برای چمن زنی یک موتور برس خورده با آهنربای دائمی که خروجی با سرعت بالا و ظرفیت بار پایدار را ارائه می‌کند، که هنگام تطبیق ولتاژ با دور در دقیقه در ساختمان‌های کوچک مرتبط است. مشاهده محصول →

1. با ماشین مناسب شروع کنید. باید آهنرباهای دائمی داشته باشد. یک موتور مغناطیسی دائمی برس خورده از اسباب‌بازی، پنکه یا چاپگر واجد شرایط است، و همچنین موتور بدون جاروبکی. ماشین های القایی و میدان زخم به یک شکل کار نمی کنند.
2. وسایل الکترونیکی را جدا کنید. اگر موتور دارای برد درایور، کنترل کننده سرعت یا بسته باتری است، آن را ایزوله کنید. شما ترمینال های موتور خام را می خواهید.
3. شفت را به یک محرک اصلی وصل کنید. یک میل لنگ دستی، پروانه، چرخ آب یا توربین، تا زمانی که شفت را به طور پیوسته بچرخاند، کار خواهد کرد.
4. ولتاژ مدار باز را اندازه بگیرید. یک مولتی متر را روی ولت DC برای موتور براش و ولت AC برای موتور بدون جاروبک تنظیم کنید، سپس با دست بچرخانید و مشاهده کنید که سرعت شما دنبال می شود.
5. به ولت در هر دور در دقیقه توجه کنید. با سرعت مشخصی بچرخید، ولتاژ را ثبت کنید و ثابت مورد نیاز برای اندازه هر چیز دیگر را دارید.
6. در صورت لزوم اصلاح کنید. پل سه فاز و خازن برای موتور بدون جاروبک یک خازن در سرتاسر پایانه ها معمولاً برای خازن برس خورده کافی است، به علاوه یک دیود مسدود کننده اگر باتری را تغذیه می کنید.
7. یک بار اضافه کنید و دوباره اندازه بگیرید. انتظار کاهش ولتاژ را داشته باشید، زیرا جریانی که از مقاومت سیم پیچ عبور می کند همیشه برای شما ولت هزینه دارد.
8. مراقب گرما و قوس برس باشید. اگر موتور داغ کار کند، جریان بیشتری از آن می‌کشید.

چقدر ولتاژ و قدرت می توانید به طور واقعی دریافت کنید؟

ولتاژ با سرعت تقریباً خطی مقیاس می شود، که محاسبات را آسان می کند. ولتاژ نامی را بر سرعت بی باری تقسیم کنید و ثابت ژنراتور را دریافت کنید. برای یک میکرو موتور معمولی که ثابت جایی بین یک تا سه ولت در هزار دور در دقیقه فرود می آید، به همین دلیل است که یک میل لنگ دستی تنبل یک یا دو ولت تولید می کند در حالی که یک توربین که با چند هزار دور در دقیقه می چرخد ​​می تواند به ولتاژ نامی موتور برسد.

ولتاژ مدار باز عدد خوشبینانه است. به محض عبور جریان، ولتاژ پایانه در جریان ضرب در مقاومت سیم پیچ کاهش می یابد. در یک موتور کوچک، مقاومت آرمیچر ممکن است چند اهم باشد، بنابراین کشیدن یک آمپر ممکن است چندین ولت برای شما هزینه داشته باشد. دوباره با بار متصل اندازه گیری کنید. این رقمی است که مدار شما واقعاً می بیند.

قدرت به دنبال گشتاور است. جریانی که یک ژنراتور ارائه می دهد متناسب با گشتاور اعمال شده به شفت است، بنابراین یک محرک اولیه ضعیف در سرعت پایین ولتاژی را به شما می دهد که تقریباً هیچ جریانی پشت آن نیست. به عنوان یک راهنمای تقریبی، یک موتور کوچک برس خورده که با کسری مناسب از سرعت نامی خود رانده می‌شود، چیزی بین نیم تا سه چهارم توان مکانیکی که وارد می‌کنید، باز می‌گرداند و مقاومت سیم‌پیچ، افت برس، اصطکاک یاتاقان و تلفات آهن بقیه را می‌گیرد.

انتخاب موتور برای وظیفه ژنراتور

اگر موتوری را به‌طور خاص برای تولید انتخاب می‌کنید، به عدد روی برچسب نگاه کنید و به جای آن تعدادی از ویژگی‌ها را بررسی کنید.

• آهنرباهای دائمی، بدون استثنا. آهنرباهای فریت یا خاکی کمیاب میدان تحریک را به صورت رایگان در اختیار شما قرار می دهند، این همان چیزی است که تولید را در ماشینی به این کوچکی امکان پذیر می کند.
• مقاومت سیم پیچ کم، بنابراین مقدار کمتری از ورودی مکانیکی شما به گرما در مس تبدیل می شود.
• جریان بدون بار کم و چرخش ملایم، زیرا وقتی نسیم ملایم یا میل لنگ دستی موتور اصلی شما باشد، آرمیچرهای صاف با تلاش کمتری شروع به چرخش می کنند.
• رتبه بندی سرعتی که مناسب درایو شماست. از آنجایی که ولتاژ با دور در دقیقه افزایش می‌یابد، موتور سریع‌تر برای رسیدن به خروجی مفید به دورهای کمتری نیاز دارد.
• یک گیربکس، با دقت استفاده شده است. در حالت عادی یک موتور دنده سرعت را با گشتاور تعویض می کند. در نسل شما می توانید آن را برعکس اجرا کنید، تا زمانی که اصطکاک و تلفات اضافی را بپذیرید، به یک چرخ آب کند اجازه دهید شفت موتور بسیار سریعتر بچرخد.

موتورهایی که به راحتی می چرخند و جریان کمی را بدون بار می کشند، دوستدارترین ژنراتورها را می سازند، که بخشی از دلیلی است که ما طرح های برس خورده کم مصرف را در کاتالوگ نگه می داریم. زمانی که انرژی به سمت دیگری جریان می‌یابد، رفتاری قابل پیش‌بینی دارند و تلفات کمتر آنها بیشتر تلاش شما را در مدار باقی می‌گذارد تا در سیم‌پیچ‌ها.

موتور DC برس دار RS-540 با طول عمر طولانی برای جاروبرقی یک موتور مغناطیسی دائمی برس خورده با دوام با رفتار کم بار قابل پیش بینی، مفید در مواردی که عمر طولانی و جریان انرژی دو طرفه اهمیت دارد. مشاهده محصول →

اشتباهاتی که مردم را بیرون می کشد

• انتظار اینکه هر موتوری کار کند. یک موتور القایی با قطب سایه دار یا سه فاز بدون تحریک خارجی خروجی مفیدی تولید نمی کند.
• خیلی آهسته می چرخد. ولتاژ متناسب با سرعت است، بنابراین یک میل لنگ آرام تقریباً چیزی به شما نمی دهد.
• فراموش کردن اصلاح یک موتور براشلس. AC سه فازی که به پایانه های باتری وارد می شود، راه خوبی برای آسیب رساندن به چیزی است.
• وصل کردن کنترلر اصلی تغذیه مجدد یک راننده از طریق مرحله خروجی خودش به ندرت پایان خوبی دارد.
• نادیده گرفتن سایش برس برس ها مواد مصرفی هستند و وظیفه تولید مداوم برای آنها سخت تر از استفاده گاه به گاه موتور است.
• بارگذاری بیش از حد محرک اصلی. جریان متناسب با گشتاور است، بنابراین یک ژنراتور با بار سنگین می تواند توربین را متوقف کند.
• اعتماد به ولتاژ مدار باز این ولتاژ کار نیست. قبل از طراحی حول یک عدد تحت بار اندازه گیری کنید.

جایی که موتور به عنوان ژنراتور قبلاً در محصولات واقعی اتفاق می افتد

ترمز احیا کننده در شکل تولیدی موتور به عنوان ژنراتور است. هنگامی که یک وسیله نقلیه الکتریکی سرعت خود را کاهش می دهد، هنگامی که یک مته بی سیم ماشه خود را آزاد می کند، و هنگامی که یک بازوی ربات سرعت خود را کاهش می دهد، کنترلر به دستگاه اجازه می دهد تا به عنوان یک ترمز عمل کند و انرژی بازیافت شده را به داخل بسته برگرداند. در روباتیک این امری عادی است و همان مفاصلی است که باعث می شود ربات های صنعتی ما موتورها را برای صرف بخشی از هر چرخه برای تولید به جای مصرف عرضه می کنیم.

چنین کاربردهایی به موتورهایی نیاز دارند که هزاران تغییر جهت را بدون درام تحمل کنند، این دقیقاً همان چیزی است که طرح‌های برس‌دار صاف در محدوده ربات ما برای آن ساخته شده‌اند.

موتور DC برس دار RS-785SL برای پاک کننده های مفاصل یک موتور مغناطیسی دائمی کم صدا که برای تغییر جهت مکرر ساخته شده است، مناسب برای ابزارها و آزمایشات ژنراتورهای کوچک که نیاز به خروجی قابل اعتماد دارند. مشاهده محصول →

در مقیاس کوچک‌تر، چراغ قوه‌ها و رادیوهای با میل لنگ دستی، مشعل‌های بادگیر، توربین‌های بادی کوچک، راه‌اندازی‌های میکرو آبی، دوچرخه‌های ورزشی و جمع‌آوری انرژی از درها، چرخ‌گردان‌ها و مکانیسم‌های فروش روشن می‌شوند. هیچ یک از اینها به یک ژنراتور هدفمند نیاز ندارند. آنها به یک موتور مغناطیسی دائمی، نسبت دنده معقول یا تطابق سرعت، و یکسو کننده نیاز دارند که خروجی آن DC باشد.

آخرین کلمه قبل از اینکه شما آن شفت را بچرخانید

ما موتورهای میکرو DC را از سال 1988 می‌سازیم، به این معنی که شاهد بوده‌ایم که بسیاری از آنها در سمت تولید کننده مدار قرار می‌گیرند، گاهی اوقات طراحی و گاهی تصادفی. اگر روی محصولی کار می‌کنید که یک موتور باید در آن راه‌اندازی و تولید کند، ولتاژ، سرعت، گشتاور و چرخه کاری را که در نظر دارید به ما بگویید و ما به شما کمک می‌کنیم گزینه‌ها را محدود کنید، چه مدل استاندارد برس، طراحی بدون جاروبک یا یک واحد دنده‌ای.

اگر می‌خواهید ابتدا ببینید این موتورها در تجهیزات واقعی چگونه عمل می‌کنند، مرور کلی ما از آن است رایج ترین کاربردهای برس موتور DC مکان خوبی برای شروع است.