Tension régulée par résistance dans le circuit du générateur

Je bricole donc la fabrication d'un circuit qui permettra à un moteur de générer de l'énergie pour charger une batterie. J'ai ceci, ce que je présumais être un moteur à induction AC que j'ai récupéré d'une ancienne décoration de Noël.

Après avoir retiré le moteur de son boîtier, j'ai appris qu'il s'agit d'un moteur synchrone.

Celui-ci avec les notes de 120VAC 3,8W 4,2 / 5 RMP

Il peut produire jusqu'à 200 Volts CA en court-circuit (ou CC en utilisant un pont redresseur) à ~ 6,7 mA. Je pouvais seulement obtenir la lecture de l'ampérage d'un court-circuit à travers le redresseur. Cela pourrait être mon multimètre à 7 $ qui ne fonctionne pas bien avec AC ou mon ignorance à la lecture de l'ampérage AC.

Curieusement (du moins pour moi), peu importe comment je l'ai travaillé: l'ampérage resterait à un plafond constant de ~ 6,7 mA. Dans mes bricolages, j'ai compris qu'il y avait, au moins presque, une ligne droite qui montre que la résistance donnée au circuit produirait une tension maximale que je peux obtenir du moteur lui-même.

Le diagramme affiché est un circuit de test pour recueillir des points de données à ce sujet.

Je me demande s'il y a quelqu'un qui a une idée de ce qui cause ce phénomène?

Voici un tableau et un graphique des tensions sur l'ensemble du circuit (de chaque extrémité du pont redresseur), compte tenu des différentes valeurs de R1.

Certainement de bonnes réponses. Je ne sais pas quelle est la meilleure réponse. J'apprécie toutes les contributions et sélectionnerai la meilleure réponse une fois que je serai de retour du travail et que j'aurai le temps de faire d'autres tests et de démonter le moteur pour voir ce qui se passe vraiment à l'intérieur.

Pour clarifier: le jeu final est de maximiser la tension entrante afin que je puisse réduire la tension plus tard dans le circuit et augmenter l'ampérage pour charger une batterie de manière assez efficace. Aussi pour comprendre pourquoi il semble y avoir cette constante 6,5 mA provenant de ce moteur.

Je peux simplement revenir à mes recherches et choisir la meilleure réponse pour l'instant. Si je rencontre quelque chose d'intéressant sur la route, je m'assurerai de poster à nouveau.

Excellent travail sur l'expérience!

Le moteur que vous utilisez comme générateur a une impédance interne élevée due en grande partie aux enroulements et à la structure magnétique interne. Vous pouvez penser à cela comme une résistance à l'intérieur du moteur qui est en série avec sa sortie. Bien sûr, ce n'est pas une vraie résistance, juste une façon de la modéliser.

Vous ne l'avez pas mentionné, mais lorsque vous expérimentez, considérez que la charge placée sur votre moteur agissant comme générateur peut entraîner une accélération ou un ralentissement du moteur d'entraînement. Cela affectera bien sûr les résultats de votre expérience.

En électronique, nous savons que la puissance maximale sera transférée à une charge lorsque l'impédance de charge correspond à l'impédance de la source. Vous pouvez trouver intéressant d'ajouter une colonne à votre graphique qui montre la puissance dans la charge (= V ² / R) pour voir si vous pouvez trouver le point de transfert de puissance maximum. Vous devrez probablement prolonger votre expérience avec des valeurs de résistance plus élevées.

Une fois que vous avez déterminé la puissance maximale que vous pouvez obtenir de votre générateur, vous pouvez alors voir si elle convient pour alimenter votre appareil cible. S'il a suffisamment de puissance, alors la solution nécessitera probablement un régulateur abaisseur pour abaisser efficacement la tension plus élevée.

Continuez votre bon travail.

Sur la plage que vous avez mesurée, le générateur agit en grande partie comme une source de courant.

En première approximation, le générateur peut être modélisé comme une source de tension en série avec une résistance. La tension est directement proportionnelle à la vitesse de rotation et la résistance est raisonnablement fixe.

Vous dites que vous obtenez une tension en circuit ouvert de 200 V et un courant de court-circuit d'environ 6,6 mA. En supposant que le générateur tourne toujours à la même vitesse lorsqu'il est court-circuité que lorsqu'il est ouvert, la résistance interne du générateur est de (200 V) / (6,6 mA) = 30 kΩ. Cette valeur sera faussée si le générateur a effectivement ralenti lorsque la sortie a été court-circuitée. Voici le modèle simplifié de vos diodes générateur et redresseur:

Si ce qui précède est correct, vous obtiendrez alors un courant largement constant pour des charges nettement inférieures à 30 kΩ. À 30 kΩ, vous devriez obtenir la moitié du courant de court-circuit à la moitié de la tension de circuit ouvert. C'est le point où le générateur produit une puissance maximale. À une charge nettement supérieure à 30 kΩ, le générateur ressemblera largement à une source de tension de 200 V.

Un moteur à induction ne générerait pas beaucoup de tension dans un circuit redresseur. Le rotor peut avoir une petite quantité de magnétisim résiduel pour lui permettre de générer une petite tension agissant comme un générateur synchrone à aimant permanent.

Si le moteur génère plus de 50 volts, il peut s'agir d'un moteur synchrone à aimant permanent comme un moteur d'horloge ou de minuterie. Il pourrait également s'agir d'un moteur à courant continu à aimant permanent avec un commutateur, mais ce serait inhabituel pour un petit moteur à ce niveau de tension.

Lorsque vous utilisez un moteur récupéré, il est très utile de trouver toutes les informations marquées sur le moteur et sur le produit dont il a été retiré. Si le produit contient d'autres composants électriques connectés au moteur, il est important de disposer de ces composants et de pouvoir les reconnecter une fois qu'ils et le moteur sont retirés. Il est également utile de connaître toute autre utilisation de l'énergie électrique dans le produit.

Avant d'essayer d'utiliser un moteur comme générateur, le moteur doit être testé comme moteur. Il est préférable de le tester tel qu'il a été utilisé à l'origine. Déterminez la tension, le courant, la puissance et la vitesse avec la charge d'origine et sans charge. Mesurez la résistance CC.

Des photos et des dimensions détaillées peuvent être utiles.

Nous avons appris dans la classe de moteur à UCLA que chaque moteur est également un générateur. Les moteurs synchrones généreront et réduiront la consommation d'énergie en fonction de la relation de phase entre la tension appliquée et la position du moteur lorsqu'il est sous charge. Lorsque la charge est négative (quelqu'un tourne la manivelle et essaie d'accélérer le moteur), la consommation d'énergie devient négative. C'est ainsi qu'un moteur synchrone devient un générateur. Vous réglez la sortie en régulant la puissance mécanique appliquée à l'arbre.

Le tout est un exercice similaire à la comptabilité financière: rendre compte de toute l'énergie.

Je ne pense pas que Tesla pensait au courant continu lorsqu'il a inventé les moteurs à courant alternatif.