Игрушечный мотор постоянного тока испускает переменный ток, когда вы его вращаете?

12

Я только что посмотрел видео на Facebook от кого-то, кто создал проект для запуска светодиода с использованием 9-вольтового двигателя постоянного тока, взятого из батарейки. Они просто подключили светодиод к двигателю, а затем использовали систему шкивов для вращения двигателя.

Вот ссылка на видео: Создание генератора из двигателя постоянного тока .

Разве типичный двигатель постоянного тока, подобный используемому в игрушках, не действует как генератор переменного тока, если вы его вращаете? Когда вы перемещаете магнит мимо катушки с проводом, вы получаете импульс переменного тока из катушки. Я был бы удивлен, если бы дешевый игрушечный мотор постоянного тока содержал выпрямительный диод, так как он разработан, чтобы быть двигателем постоянного тока , а не генератором постоянного тока.

Поэтому я ожидаю, что типичный двигатель постоянного тока будет действовать как генератор переменного тока.

Кроме того, 9-вольтный двигатель постоянного тока, вращающийся с довольно высокой скоростью, вероятно, будет излучать около 9 вольт переменного тока с достаточным количеством тока позади него, поэтому я думаю, что вы рискуете превысить напряжение обратного пробоя на маленьком светодиоде и сжечь его. ,

Я думаю, что проект в видео, о котором идет речь, будет нуждаться в выпрямительном диоде (в идеале, в двухполупериодном выпрямителе) и токоограничивающем резисторе, иначе это может привести к перегоранию светодиода.

Дункан С
источник
3
Для маленького двигателя сопротивление обмотки, вероятно, достаточно, чтобы сделать ненужным дополнительный ограничивающий ток резистор. Как уже говорили другие, коммутатор является выпрямителем.
brhans
1
Это одно и то же в любом направлении. Вы кормите его DC и вал поворачивается. Так что поменяйте местами причину и следствие, и вы должны знать, что если вы поворачиваете вал, вы получаете постоянный ток.
JDługosz
Зависит от того, что вы подразумеваете под «DC» и «AC». Если вы вращаете двигатель в одном направлении, ток будет течь только в одном направлении, поэтому в этом смысле это «постоянный ток». Но это не будет постоянный ток: это будет периодическая форма волны, которую, если вы хотите правильно понять, вы должны проанализировать с помощью методов анализа цепей переменного тока.
Соломон Слоу
Да, двигатели постоянного тока старого типа содержали коммутатор и могли генерировать что-то, приближающееся к постоянному току, если бы они включались. Фактически, вы можете взять игрушку с приводным колесом от двигателя постоянного тока и той же самой батареей, питающей свет, и заставить игрушку двигаться вперед быстрее, чем она хотела. Свет будет светить ярче, указывая на то, что мотор генерирует больше «сока», чем аккумулятор.
Hot Licks

Ответы:

27

Я был бы удивлен, если бы дешевый игрушечный мотор постоянного тока содержал выпрямительный диод, так как он разработан, чтобы быть двигателем постоянного тока, а не генератором постоянного тока

В дешевом двигателе постоянного тока такого типа, который имеет статор с постоянным магнитом, используются щетки и роторный коммутатор для постоянного реверсирования тока в катушку ротора, таким образом, эффект подобен подаче переменного тока в катушку:

введите описание изображения здесь

Если вы этого не сделаете, ротор будет вращаться, возможно, до половины полного оборота и остановится. Тогда это займет слишком много тока и, возможно, сгорит.

При работе в качестве генератора коммутатор действительно работает как выпрямитель для создания выхода постоянного тока:

введите описание изображения здесь

Возможно, вы думаете, что дешевый мотор использует контактные кольца. Этот тип двигателя требует переменного тока и будет производить переменный ток: -

введите описание изображения здесь

Энди ака
источник
4
Существует еще один «вид», называемый «бесщеточный двигатель постоянного тока», который в значительной степени является вашим двигателем переменного тока с некоторой электроникой для преобразования постоянного тока в подходящий многофазный переменный ток. Конечно, эта электроника работает только в одном направлении, поэтому вся комбинация вообще не может быть использована в качестве генератора. Если не разобрать его в обычный двигатель переменного тока.
Agent_L
Правда, но маловероятно, что «дешевый игрушечный мотор постоянного тока» будет безщеточным.
gbarry
@gbarry Я думаю, что коммутаторные двигатели используются в основном из-за их замечательных характеристик нагрузки-скорости-крутящего момента. Я уверен, что электроника в маломощных «бесщеточных» на самом деле дешевле, чем коммутатор и его сборка.
Agent_L
Эй, ребята - простой коммутатор в этих вещах, просто поменяйте местами +/- каждые 180 градусов, или? Приветствия
Толстяк
@JoeBlow эффективно, да.
корчи
11

Двигатель постоянного тока будет генерировать напряжение постоянного тока, если вы его вращаете.

То есть, в основном, напряжение постоянного тока. В нем будут пропуски и скачки из-за щеток и зазоров в коммутаторе.

Кстати, коммутатор - это то, что делает выходной сигнал постоянного тока.

Когда вы подаете постоянный ток на двигатель, он перемещается и вращает коммутатор. Коммутатор изменяет, какие катушки подключены к какому постоянному току. Это обеспечивает двигателю движение.

Когда вы вращаете двигатель с помощью внешней силы, коммутатор также вращается. Изменения соединения, необходимые для поддержания двигателя на постоянном токе, также являются такими же изменениями, которые необходимы для того, чтобы сделать постоянный ток из ожидаемого переменного тока.

Напряжение, которое выдает двигатель, очень мало связано с напряжением, на которое оно рассчитано. Без нагрузки напряжение может быть очень высоким. Если вы поместите на него какую-либо нагрузку, напряжение резко упадет.

Маленькие двигатели постоянного тока на самом деле не вырабатывают много энергии, когда вы их вращаете.


Светодиод будет работать на переменном токе. Светодиод, в конце концов, является диодом (светоизлучающим диодом) и поэтому будет исправляться по мере необходимости.

Токоограничивающий резистор, вероятно, не требуется для большинства маленьких игрушечных двигателей, используемых в качестве генераторов.

Я всегда считал, что проблема состоит в том, чтобы получать достаточный ток из вещей, а не иметь слишком много.

У моего сына небольшой паровой двигатель, и мы построили для него генераторы от различных двигателей до светодиодов питания. Нам никогда не удавалось погасить светодиод ни с одним из них.

JRE
источник
Насколько высокое обратное напряжение может выдержать типичный маломощный светодиод?
Дункан C
1
Это зависит от светодиода. Я нахожу различные номиналы от 5 до 6 В минимум с типичными значениями, которые могут быть до 15 В.
JRE
Итак, если светодиод рассчитан на прямое напряжение 2,2 В, то он может выдерживать обратное напряжение почти вдвое больше?
Дункан C
Наверное. Проверьте таблицу. Если он не говорит (или у вас нет таблицы данных, потому что вы где-то купили кучу излишков), то подключите ее в обратном направлении и посмотрите.
JRE
3
Следует отметить, что хотя выходной сигнал будет колючим, работа коммутаторов никогда не должна позволять менять полярность (если вал не меняет направление). Конденсатор на генераторе и резистор на светодиодах эффективно сгладят выходной сигнал. Я также хотел бы рассмотреть возможность установки диода последовательно перед крышкой (при условии однополярного электролиза), на случай, если кто-нибудь повернет двигатель в неправильном направлении. Диод Шоттки может быть использован для минимизации падения напряжения.
Себи