일부 dc 모터는 출력 샤프트에 기계적 토크를 적용하여 전류를 유도함으로써 발전기로도 사용될 수 있습니다. 그러나 DC 모터 가이 작업을 수행 할 수 있다고 하더라도이 목적을 위해 설계되지 않았으므로 모터가 아닌 발전기로 사용될 때 성능이 떨어집니다.
필자의 순진한 이해에서 dc 발전기와 dc 모터는 본질적으로 동일한 기계이지만 입력과 출력이 반대입니다. 이것은 다른 디자인 고려 사항이 한 방향을 다른 방향보다 효율적으로 만드는 데 사용된다고 믿게 만듭니다.
DC 제너레이터와 DC 모터는 한 방향의 입력 / 출력 방향을 다른 방향보다 효율적으로 만들도록 어떻게 다르게 설계됩니까? 어느 방향 으로든 효율을 향상시키기 위해 전기적으로나 기계적으로 무엇을 할 수 있습니까?
특히, dc 모터를 발전기로 변환하는 데 관심이 있으며 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 효율을 개선 할 수있는 방법을 알고 싶습니다.
답변:
예전에는 DC 발전기가 정류 장치를 닦았습니다. 그들은 하나 이상의 고정자 권선과 전기자 권선을 가졌습니다. 모터뿐만 아니라 필드 권선 DC 발전기는 일반적으로 Series, Shunt 및 Compound의 세 가지 방법 중 하나로 연결되었습니다. 세부 사항을 파악하지 않고 각자 고유 한 장단점이있었습니다. 그러나이 두 가지만 기억하면됩니다. DC 모터의 전압은 입력 샤프트 속도에 따라 다릅니다. 전류는 토크의 함수입니다. 더 많은 전압은 더 많은 RPM을 의미하고 더 많은 앰프는 더 많은 뉴턴 미터 (또는 풋-파운드)를 의미합니다.
따라서 모든 것을 통해 일정한 전압을 얻으려면 일정한 속도의 소스가 필요합니다. 또한 부하의 전류 요구를 충족시키기에 충분한 토크를 확보해야합니다. 그렇지 않으면 전압이 떨어집니다. 오래된 자동차는 발전기를 정류했습니다. 그들은 전압을 조절할 수 없었기 때문에 약 10-14 볼트의 범위를 사용했고 엔진 속도가 전압 범위 내에있을 때 간단히 닫히는 릴레이를 사용했습니다. 전압이 너무 낮거나 높으면 릴레이가 열립니다. 오늘날의 표준에 의해 원시적입니다. 오늘날 자동차의 교류 발전기는 고정자 출력 전압에 따라 전계 강도를 변경하는 전기자 전류를 변화시키는 전압 조정 회로를 사용합니다. 낮은 속도는 전기자에 더 많은 전류를, 더 빠른 속도에서 더 적은 전류를 의미합니다.
그렇다면 DC 발전기와 모터의 차이점은 무엇입니까? 전혀 다르지 않습니다. 기계식 설계에서 주로 주 동기 (증기, ICE, 전기 등)와 연결될 때 다른 점이 있다면 그러나 훨씬 더 큰 다이너 모에서는 큰 부하 특성으로 인해 정류 평면의 이동을 보상하기 위해 조정 가능한 정류자 브러시가있었습니다. 핸드 휠은 웜기어를 회전시켜 정류면을 전진 또는 지연시켜 발전기를 다시 정상 작동 매개 변수로 만듭니다. 모터가 메가 와트를 지원하지 않는다고 확신하므로 걱정할 필요가 없습니다.
나는 당신의 모터가 영구 자석 타입 모터라고 생각합니다. 명판 RPM은 명판 전압을 얻기 위해 모터를 회전시키는 데 필요한 것입니다. 이는 6000RPM에서 회전하는 12V 모터가있는 경우 12V를 얻으려면 6000RPM이 필요하다는 것을 의미합니다. 일정한 속도의 소스가 없으면 전압을 조절할 방법이 없습니다. 모터에서 일정한 전압을 얻으려면 벅 부스트 스위칭 레귤레이터가 필요합니다.
풍력이나 수력과 같은 재생 가능 에너지 프로젝트에 이것을 사용하는 경우, 충전 컨트롤러는 일반적으로 벅 / 부스트 레귤레이터를 통한 넓은 입력 전압 스윙을 위해 설계되었습니다. 태양 전지판은 영구 자석 DC 발전기와 매우 유사하며 내부 전압 조정이 없으며 입력 에너지의 경우 양이 다릅니다. 1 분 1 분 늦게 태양이 밝게 빛나고 구름에 막힐 수 있습니다. 따라서 충전 컨트롤러는 다양한 입력에서 유용한 정상 전압을 만들기 위해 최선을 다합니다. 여기에서 축전지를 사용하여 나중에 사용할 수 있도록 해당 전원을 캡처하고 낮은 입력 이벤트에 대한 버퍼 역할을합니다.
참고로 AC 모터는 일반적으로 동기 속도로 명판 RPM보다 빠르게 회전하면 전력을 생성 할 수 있습니다. 그러나 다시 전압 조정과 일정한 속도가 필요하지 않습니다. 그 가치보다 더 많은 문제. 제트 비행기는 스로틀이 변함에 따라 일정한 60 또는 400Hz AC 주파수를 보장하는 일정한 샤프트 속도를 생성하기 위해 매우 정교한 기계식 속도 조절기를 사용합니다.
첫째, 다이너 모는 고정자의 전자석에만 의존 할 수 없기 때문에 킥 스타트 파워 나 영구 자석이 필요합니다. 전류가없는 다른 전선 옆에 전류가없는 전선을 움직여 전기를 생산하지 않습니다.
영구 자석 DC 모터는 축에 회전력을 제공하면 발전기로 작동하므로 큰 차이가 없습니다. 정류자는 자기장이 모터를 제동시킬 때 조기에 차단할 필요성을 무시하고 약간 다르게 정렬 될 수있다. 인접 자석에 의해 당겨지지 않고 모터가 시작되지 않는 '데드 존'을 생성하지 않을 염려가 없습니다. 무엇이든, 장치는 훨씬 간단합니다.
이제 고정자를 위해 전자석을 사용하려는 경우 약간의 차이가있을 수 있습니다. 일반적으로 외부 소스에서 전력을 공급 받아 다이너 모에서 충전 될 수 있습니다.