Czy silnik zabawkowy na prąd stały emituje prąd przemienny podczas wirowania?

Właśnie obejrzałem wideo na Facebooku przez kogoś, kto zbudował projekt, aby uruchomić diodę LED za pomocą 9-woltowego silnika prądu stałego wymontowanego z zabawki na baterie. Po prostu podłączyli diodę LED do silnika, a następnie użyli systemu koła pasowego do uruchomienia silnika.

Oto link do filmu: Tworzenie generatora z silnika prądu stałego .

Czy typowy silnik prądu stałego, taki jak używany w zabawkach, nie działa jak generator prądu zmiennego, jeśli go zakręcisz? Kiedy przesuwasz magnes obok cewki drutu, z cewki powstaje impuls prądu przemiennego. Byłbym zaskoczony, gdyby tani zabawkowy silnik prądu stałego zawierał diodę prostowniczą, ponieważ został zaprojektowany jako silnik prądu stałego , a nie generator prądu stałego.

Oczekuję więc, że typowy silnik prądu stałego będzie działał jak generator prądu przemiennego.

Co więcej, 9-woltowy silnik prądu stałego obracany z dość dużą prędkością prawdopodobnie wyemitowałby około 9 woltów prądu przemiennego z dość dużą ilością prądu za nim, więc sądzę, że zaryzykowałbyś przekroczenie napięcia przebicia wstecznego na małej diodzie LED i spalenie go .

Myślę, że projekt w tym filmie wymagałby diody prostowniczej (najlepiej prostownika pełnofalowego) i opornika ograniczającego prąd, w przeciwnym razie groziłoby to wysadzeniem diody LED.

led motor ac dc generator

— Duncan C.
źródło

W przypadku małego silnika rezystancja uzwojenia jest prawdopodobnie wystarczająca, aby dodatkowy opornik ograniczający prąd był niepotrzebny. Jak już powiedzieli inni, komutator jest prostownikiem.

— brhans

To samo w obu kierunkach. Podajesz prąd stały, a wał się obraca. Zamień więc przyczynę i skutek i powinieneś wiedzieć, że po obróceniu wału generowane jest napięcie stałe.

— JDługosz

Zależy, co rozumiesz przez „DC” i „AC”. Jeśli obracasz silnik w jednym kierunku, prąd będzie płynął tylko w jednym kierunku, więc w tym sensie jest to „DC”. Ale to nie będzie stały prąd: będzie to okresowy przebieg, do którego, jeśli chcesz go właściwie zrozumieć, musisz przeanalizować za pomocą technik analizy obwodu prądu przemiennego.

— Solomon Slow

Tak, stare silniki prądu stałego zawierały komutator i generowałyby coś zbliżonego do prądu stałego, gdyby zostały obrócone. W rzeczywistości możesz wziąć zabawkę z silnikiem prądu stałego napędzającego koła i tym samym akumulatorem zasilającym światło i zmusić zabawkę do przodu szybciej, niż chciała. Światło świeci jaśniej, wskazując, że silnik generuje więcej „soku” niż akumulator.

— Hot Licks

Odpowiedzi:

Byłbym zaskoczony, gdyby tani zabawkowy silnik prądu stałego zawierał diodę prostowniczą, ponieważ został zaprojektowany jako silnik prądu stałego, a nie generator prądu stałego

Tani silnik prądu stałego tego typu, który ma stojan z magnesem trwałym, wykorzystuje szczotki i komutator wirnika do ciągłego odwracania prądu do cewki wirnika, dzięki czemu efekt jest podobny do doprowadzania prądu przemiennego do cewki:

Gdybyś tego nie zrobił, wirnik wirowałby może nawet o pół pełnego obrotu i zatrzymałby się. Wtedy zajęłoby to zbyt dużo prądu i może się wypaliło.

Gdy jest napędzany jako generator, komutator faktycznie działa jako prostownik w celu wytworzenia wyjścia prądu stałego:

Może myślisz, że tani silnik wykorzystuje pierścienie ślizgowe. Ten typ silnika wymaga prądu przemiennego i wytwarza prąd przemienny:

— Andy aka
źródło

Istnieje jeszcze jeden „rodzaj” zwany „bezszczotkowym silnikiem prądu stałego”, którym jest właściwie silnik prądu przemiennego z elektroniką do konwersji prądu stałego na odpowiedni wielofazowy prąd przemienny. Oczywiście, ta elektronika działa tylko w jeden sposób, więc cała kombinacja nie może być w ogóle używana jako generator. Chyba że rozłożysz go na zwykły silnik prądu przemiennego.

— Agent_L

To prawda, ale jest mało prawdopodobne, aby „tani zabawkowy silnik prądu stałego” byłby typu bezszczotkowego.

— gbarry

@gbarry Myślę, że silniki komutatorowe są używane głównie ze względu na ich wspaniałe właściwości obciążenia-prędkości-momentu obrotowego. Jestem pewien, że elektronika w „bezszczotkowym” o niskiej mocy jest faktycznie tańsza niż komutator i jego montaż.

— Agent_L

Cześć wszystkim - czy prosty komutator w tych rzeczach po prostu zamienia +/- co 180 stopni, czy? Pozdrawiam

— Fattie

@JoeBlow skutecznie tak.

— kora

Silnik prądu stałego wygeneruje napięcie stałe, jeśli je zakręcisz.

To znaczy głównie napięcie prądu stałego. Będzie w nim przeskakiwać i przeskakiwać ze względu na szczotki i luki w komutatorze.

Nawiasem mówiąc, komutator sprawia, że wyjściowy prąd stały jest przy okazji.

Po przyłożeniu prądu stałego do silnika porusza się on i obraca komutator. Komutator zmienia, które cewki są podłączone do którego prądu stałego. To utrzymuje silnik w ruchu.

Podczas obracania silnika siłą zewnętrzną komutator również się obraca. Zmiany połączeń potrzebne do utrzymania silnika na prądzie stałym są również tymi samymi zmianami, które są potrzebne, aby prąd stały z prądu przemiennego, którego oczekiwałeś.

Napięcie wywierane przez silnik ma niewiele wspólnego z napięciem, na którym ma działać. Bez obciążenia napięcie może być bardzo wysokie. Jeśli nałożysz na niego jakiekolwiek obciążenie, napięcie spadnie drastycznie.

Małe silniki prądu stałego tak naprawdę nie generują dużej mocy podczas ich obracania.

Dioda LED będzie działać na AC. Dioda LED to w końcu dioda (dioda elektroluminescencyjna) i dlatego w razie potrzeby skoryguje się.

Rezystor ograniczający prąd prawdopodobnie nie jest potrzebny w większości małych zabawkowych silników używanych jako generatory.

Zawsze uważałem, że problem polega na pobieraniu wystarczającej ilości prądu z tych rzeczy, a nie na zbyt dużej ich ilości.

Mój syn ma mały silnik parowy i zbudowaliśmy dla niego generatory, od różnych silników po diody LED. Nigdy nie udało nam się zabić LED żadną z nich.

— JRE
źródło

Jak wysokie napięcie wsteczne może tolerować typowa dioda LED niskiej mocy?

— Duncan C

To zależy od diody LED. Znajduję różne wartości od 5 V do 6 V minimum z typowymi wartościami, które mogą wynosić do 15 V.

— JRE

Ok, więc jeśli dioda LED jest zaprojektowana dla napięcia przewodzenia 2,2 V, to może tolerować napięcia odwrotne prawie dwukrotnie większe?

— Duncan C

Prawdopodobnie. Sprawdź arkusz danych. Jeśli to nie mówi (lub nie masz arkusza danych, ponieważ gdzieś kupiłeś kilka nadwyżek), połącz je wstecz i przekonaj się.

— JRE

Należy zauważyć, że chociaż wyjście będzie kolczaste, sposób działania komutatorów nigdy nie powinien pozwalać na zmianę polaryzacji (chyba że wał zmieni kierunek). Kondensator na generatorze i rezystor LED skutecznie wygładziłyby moc wyjściową. Zastanowiłbym się również nad umieszczeniem diody szeregowo przed kołpakiem (przy założeniu jednobiegunowego elektrolitycznego), na wypadek, gdyby ktoś obrócił silnik w niewłaściwym kierunku. Dioda Schottky'ego może być wykorzystana do zminimalizowania spadku napięcia.

— Sebi