Apa perbedaan desain motor dc dari desain generator dc?

Beberapa motor dc dapat digunakan sebagai generator juga dengan menerapkan torsi mekanik ke poros output untuk menginduksi arus. Namun, bahkan jika motor dc dapat melakukan ini, saya membayangkan mereka tidak dirancang untuk tujuan ini dan dengan demikian melakukan kurang efisien ketika digunakan sebagai generator daripada sebagai motor.

Dalam pemahaman saya yang naif, generator dc dan motor dc pada dasarnya adalah mesin yang sama, tetapi dengan input dan output terbalik. Ini membuat saya percaya bahwa beberapa pertimbangan desain lain digunakan untuk membuat satu arah lebih efisien daripada yang lain.

Seberapa berbeda generator dc dan motor dc dirancang untuk membuat satu arah input / output lebih efisien daripada yang lain? Apa yang dapat dilakukan seseorang secara elektrik atau mekanis untuk meningkatkan efisiensi di kedua arah?

Secara khusus, saya tertarik untuk mengubah motor dc menjadi generator dan ingin tahu bagaimana saya dapat meningkatkan efisiensinya dalam mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Dahulu kala generator DC disikat pergantian perangkat. Mereka memiliki satu atau lebih lilitan stator dan lilitan angker. Generator DC luka medan serta motor umumnya terhubung dalam salah satu dari tiga metode: Seri, Shunt dan Kompon. Tanpa merinci, masing-masing memiliki kekuatan dan kelemahan masing-masing. Tetapi Anda hanya perlu mengingat dua hal ini: tegangan motor DC tergantung pada kecepatan poros inputnya. Arus adalah fungsi torsi. Lebih banyak tegangan berarti lebih banyak RPM dan lebih banyak amp berarti lebih banyak newton-meter (atau kaki-pon).

Jadi dengan semua itu, Anda memerlukan sumber kecepatan konstan untuk mendapatkan tegangan konstan. Dan Anda perlu memastikan Anda memiliki torsi yang cukup untuk memenuhi permintaan saat ini dari beban Anda jika tegangan turun. Mobil tua telah mengganti generator. Mereka tidak dapat mengatur tegangan sehingga mereka menggunakan kisaran sekitar 10-14 volt dan menggunakan relay yang hanya tertutup ketika putaran mesin berada dalam kisaran tegangan. Jika voltase terlalu rendah atau terlalu tinggi, relai terbuka. Primitif menurut standar sekarang. Alternator pada mobil masa kini menggunakan rangkaian pengaturan tegangan yang memvariasikan arus jangkar yang mengubah kekuatan medan berdasarkan tegangan keluaran stators. Kecepatan yang lebih rendah berarti lebih banyak arus ke armature dan lebih sedikit arus pada kecepatan yang lebih tinggi.

Jadi seberapa berbeda generator DC dari motor? Tidak terlalu berbeda sama sekali. Kalaupun ada, mereka sebagian besar berbeda dalam desain mekanik karena mereka harus digabungkan ke penggerak utama (uap, ICE, listrik dll.). Padahal, dalam dinamo yang jauh lebih besar mereka memiliki sikat komutator yang dapat disesuaikan untuk mengkompensasi pergeseran dalam bidang pergantian sebagai akibat dari karatrik beban berat. Roda tangan akan memutar roda gigi cacing yang akan memajukan atau memperlambat bidang pergantian untuk membawa generator kembali ke parameter operasi normal. Anda tidak perlu khawatir tentang ini karena saya yakin motor Anda tidak mampu megawatt.

Saya menduga motor Anda adalah motor tipe magnet permanen. Papan nama RPM adalah apa yang Anda butuhkan untuk memutar motor agar mendapatkan tegangan papan nama. Ini berarti jika Anda memiliki motor 12V yang berputar pada 6000 RPM, Anda perlu 6000 RPM untuk mendapatkan 12V. Jika Anda tidak memiliki sumber kecepatan konstan, Anda tidak memiliki cara untuk mengatur tegangan. Anda akan memerlukan regulator switching buck-boost untuk mendapatkan tegangan konstan dari motor Anda.

Jika Anda menggunakan ini untuk proyek energi terbarukan seperti angin atau hidro, pengendali muatan biasanya dirancang untuk ayunan tegangan input lebar melalui regulator buck / boost. Panel surya adalah analogi yang dekat dengan generator DC magnet permanen, tidak ada pengaturan tegangan internal dan jumlah yang berbeda jika energi input. Matahari mungkin bersinar terang satu menit dan satu menit terlambat, diblokir oleh awan. Jadi pengendali muatan melakukan yang terbaik untuk membuat tegangan stabil yang berguna dari berbagai inputnya. Dari sana, gunakan baterai penyimpanan untuk menangkap daya itu untuk digunakan nanti dan bertindak sebagai penyangga untuk peristiwa input rendah.

Dan hanya untuk referensi, motor AC juga dapat menghasilkan daya jika Anda memutarnya lebih cepat dari RPM papan namanya, biasanya dengan kecepatan sinkron. Tetapi sekali lagi, tidak ada pengaturan tegangan dan kecepatan konstan yang diperlukan. Lebih banyak masalah daripada nilainya. Juga dari catatan: pesawat jet menggunakan pengatur kecepatan mekanik yang sangat rumit untuk menghasilkan kecepatan poros konstan yang memastikan frekuensi AC 60 atau 400Hz yang konstan karena throttle bervariasi.

Generator DC, atau dinamo dengan ukuran yang signifikan agak jarang saat ini. Jauh lebih umum untuk menggunakan generator AC (alternator) dengan penyearah eksternal.

Saya tidak memiliki jawaban resmi untuk pertanyaan Anda, tetapi saya tidak dapat benar-benar melihat alasan mengapa mereka berbeda secara signifikan. Semua masalah yang berkaitan dengan kekuatan mekanik, desain medan magnet dan karakteristik listrik hampir sama, terlepas dari cara mana daya sebenarnya mengalir.

Yah, pertama, dinamo memang membutuhkan tenaga mulai atau magnet permanen, karena mereka tidak dapat bergantung pada elektromagnet di stator saja; Anda tidak menghasilkan listrik dengan memindahkan kawat tanpa arus di sebelah kabel lain tanpa arus.

Motor DC magnet permanen akan bertindak sebagai dinamo jika Anda memberikan daya rotasi ke porosnya, jadi tidak ada banyak perbedaan di sini. Komutator dapat disejajarkan sedikit berbeda, mengabaikan kebutuhan untuk memotong lebih awal, ketika medan magnet mengerem motor; tidak akan ada kekhawatiran tentang tidak menciptakan 'zona mati' di mana motor tidak akan mulai, tidak ditarik oleh magnet tetangga. Jika ada, perangkat akan jauh lebih sederhana.

Sekarang jika Anda ingin menggunakan elektromagnet untuk stator, akan ada beberapa perbedaan ... biasanya mereka akan ditenagai dari sumber eksternal, yang kemudian dapat diisi dari dinamo.