Vom Widerstand im Generatorkreis geregelte Spannung

Tolle Arbeit beim Experiment!

Der Motor, den Sie als Generator verwenden, hat hauptsächlich aufgrund der Wicklungen und der internen Magnetstruktur eine hohe Innenimpedanz. Sie können sich dies als einen Widerstand im Inneren des Motors vorstellen, der mit seinem Ausgang in Reihe geschaltet ist. Dies ist natürlich kein echter Widerstand, sondern nur eine Möglichkeit, ihn zu modellieren.

Sie haben es nicht erwähnt, aber wenn Sie experimentieren, bedenken Sie, dass die Last, die auf Ihren Motor wirkt, der als Generator wirkt, dazu führen kann, dass der Antriebsmotor schneller oder langsamer wird. Dies wirkt sich natürlich auf die Ergebnisse Ihres Experiments aus.

In der Elektronik wissen wir, dass die maximale Leistung an eine Last übertragen wird, wenn die Lastimpedanz mit der Quellenimpedanz übereinstimmt. Vielleicht finden Sie es interessant, Ihrem Diagramm eine Spalte hinzuzufügen, die die Leistung in der Last (= V ² /R) anzeigt, um zu sehen, ob Sie den Punkt der maximalen Leistungsübertragung finden können. Wahrscheinlich müssen Sie Ihr Experiment mit höheren Widerstandswerten erweitern.

Sobald Sie die maximale Leistung ermittelt haben, die Sie von Ihrem Generator erhalten können, können Sie dann sehen, ob es geeignet ist, Ihr Zielgerät mit Strom zu versorgen. Wenn es genug Leistung hat, erfordert die Lösung höchstwahrscheinlich einen Abwärtsregler, um die höhere Spannung effizient herunterzuregeln.

Mach weiter so.

Über den von Ihnen gemessenen Bereich wirkt der Generator weitgehend wie eine Stromquelle.

Der Generator kann in erster Näherung als Spannungsquelle in Reihe mit einem Widerstand modelliert werden. Die Spannung ist direkt proportional zur Drehzahl, und der Widerstand ist vernünftig festgelegt.

Sie sagen, Sie erhalten eine Leerlaufspannung von 200 V und einen Kurzschlussstrom von etwa 6,6 mA. Unter der Annahme, dass der Generator im kurzgeschlossenen Zustand immer noch mit der gleichen Geschwindigkeit dreht wie im offenen Zustand, beträgt der Innenwiderstand des Generators (200 V) / (6,6 mA) = 30 kΩ. Dieser Wert wird verzerrt, wenn der Generator tatsächlich langsamer wurde, als der Ausgang kurzgeschlossen wurde. Hier ist das vereinfachte Modell Ihrer Generator- und Gleichrichterdioden:

Wenn das oben Gesagte zutrifft, erhalten Sie einen weitgehend konstanten Strom für Lasten deutlich unter 30 kΩ. Bei 30 kΩ sollten Sie den halben Kurzschlussstrom bei halber Leerlaufspannung erhalten. Das ist der Punkt, an dem der Generator die maximale Leistung erzeugt. Bei deutlich über 30 kΩ Last sieht der Generator weitgehend wie eine Spannungsquelle von 200 V aus.

Ein Induktionsmotor würde nicht sehr viel Spannung in einer Gleichrichterschaltung erzeugen. Der Rotor kann eine geringe Restmagnetisierung aufweisen, damit er eine kleine Spannung erzeugen kann, die als Permanentmagnet-Synchrongenerator fungiert.

Wenn der Motor mehr als 50 Volt erzeugt, kann es sich um einen Permanentmagnet-Synchronmotor wie einen Uhr- oder Timermotor handeln. Es könnte auch ein Permanentmagnet-Gleichstrommotor mit Kommutator sein, aber das wäre für einen kleinen Motor auf diesem Spannungsniveau ungewöhnlich.

Wenn Sie einen geborgenen Motor verwenden, ist es sehr hilfreich, alle Informationen zu finden, die auf dem Motor und auf dem Produkt, von dem er entfernt wurde, angegeben sind. Wenn das Produkt andere elektrische Komponenten enthält, die mit dem Motor verbunden sind, ist es wichtig, diese Komponenten zur Verfügung zu haben und in der Lage zu sein, sie wieder anzuschließen, nachdem sie und der Motor entfernt wurden. Es ist auch hilfreich, über jede andere Verwendung von elektrischer Energie in dem Produkt Bescheid zu wissen.

Bevor Sie versuchen, einen Motor als Generator zu verwenden, sollte der Motor als Motor getestet werden. Testen Sie es am besten so, wie es ursprünglich verwendet wurde. Ermitteln Sie Spannung, Strom, Leistung und Drehzahl bei Originallast und ohne Last. Messen Sie den Gleichstromwiderstand.

Detaillierte Bilder und Abmessungen können hilfreich sein.

Wir haben in der Motorklasse an der UCLA gelernt, dass jeder Motor auch ein Generator ist. Synchronmotoren erzeugen und heben die Leistungsaufnahme entsprechend der Phasenbeziehung zwischen der angelegten Spannung und der Motorposition auf, wenn sie unter Last stehen. Wenn die Last negativ ist (jemand dreht die Kurbel und versucht, den Motor schneller laufen zu lassen), wird die Leistungsaufnahme negativ. So wird aus einem Synchronmotor ein Generator. Sie regulieren die Leistung, indem Sie die auf die Welle aufgebrachte mechanische Kraft regulieren.

Das Ganze ist eine Übung ähnlich wie bei der Finanzbuchhaltung: die ganze Energie abrechnen.

Ich glaube nicht, dass Tesla Gleichstrom im Sinn hatte, als er Wechselstrommotoren erfand.