Voltaje Regulado por Resistencia en Circuito Generador

Así que estoy jugando para hacer un circuito que permita que un motor genere energía para cargar una batería. Tengo esto, lo que supuse que era, un motor de inducción de CA que recuperé de una vieja decoración navideña.

Después de quitar el motor de su carcasa, he aprendido que es un motor síncrono.

Este con las clasificaciones de 120VAC 3.8W 4.2 / 5 RMP

Puede emitir más de 200 voltios de CA en cortocircuito (o CC usando un puente rectificador) a ~ 6.7 mA. Solo pude obtener la lectura de amperaje de un corto circuito a través del rectificador. Podría ser que mi multímetro de $ 7 no funciona bien con AC o mi ignorancia al leer el amperaje de AC.

Por extraño que parezca (al menos para mí), no importa cómo lo trabajé: el amperaje se mantendría en un límite constante de ~ 6.7mA. En mis retoques, descubrí que hay, al menos casi, una línea recta que muestra que la resistencia dada al circuito generará un voltaje máximo que puedo obtener del motor.

El diagrama publicado es un circuito de prueba para recopilar puntos de datos sobre esto.

Me pregunto si hay alguien con una idea de lo que está causando este fenómeno.

Aquí hay una tabla y un gráfico de los voltajes en todo el circuito (desde cualquier extremo del puente rectificador), dados los diferentes valores de R1.

Definitivamente algunas buenas respuestas. No estoy seguro de cuál es la mejor respuesta. Aprecio toda la información, y seleccionaré la mejor respuesta una vez que regrese del trabajo y tenga tiempo para hacer más pruebas y desmonte el motor para ver qué está pasando realmente dentro.

Para aclarar: el juego final es maximizar el voltaje entrante para que pueda reducir el voltaje más adelante en el circuito y aumentar el amperaje para cargar la batería de manera algo eficiente. También para entender por qué parece haber una constante de 6.5 mA proveniente de este motor.

Puedo volver a mi investigación y elegir la mejor respuesta por ahora. Si me encuentro con algo interesante en el camino, me aseguraré de publicar nuevamente.

¡Buen trabajo en el experimento!

El motor que está utilizando como generador tiene una alta impedancia interna en gran parte debido a los devanados y la estructura magnética interna. Puede pensar en esto como una resistencia dentro del motor que está en serie con su salida. Por supuesto, esta no es una resistencia real, solo una forma de modelarla.

No lo mencionó, pero cuando esté experimentando considere que la carga colocada en su motor que actúa como generador puede hacer que el motor impulsor se acelere o disminuya. Por supuesto, esto afectará los resultados de su experimento.

En electrónica, sabemos que la potencia máxima se transferirá a una carga cuando la impedancia de la carga coincida con la impedancia de la fuente. Puede resultarle interesante agregar una columna a su gráfico que muestre la potencia en la carga (= V ² / R) para ver si puede encontrar el punto de máxima transferencia de potencia. Necesitará extender su experimento con valores más altos de resistencia muy probablemente.

Una vez que haya determinado la potencia máxima que puede obtener de su generador, puede ver si es adecuado para alimentar su dispositivo objetivo. Si tiene suficiente potencia, lo más probable es que la solución requiera un regulador reductor para reducir eficientemente el voltaje más alto.

Sigan con el buen trabajo.

Sobre el rango que midió, el generador actúa en gran medida como una fuente de corriente.

A primera aproximación, el generador se puede modelar como una fuente de voltaje en serie con una resistencia. El voltaje es directamente proporcional a la velocidad de rotación, y la resistencia es razonablemente fija.

Dice que está recibiendo un voltaje de circuito abierto de 200 V y una corriente de cortocircuito de 6.6 mA. Suponiendo que el generador sigue girando a la misma velocidad cuando está en cortocircuito que cuando está abierto, la resistencia interna del generador es (200 V) / (6.6 mA) = 30 kΩ. Este valor se sesgará si el generador realmente se desaceleró cuando se acortó la salida. Aquí está el modelo simplificado de su generador y diodos rectificadores:

Si lo anterior es correcto, obtendrá corriente en gran medida constante para cargas significativamente menores de 30 kΩ. A 30 kΩ, debe obtener la mitad de la corriente de cortocircuito a la mitad de la tensión de circuito abierto. Ese es el punto donde el generador produce la máxima potencia. Con una carga significativamente superior a 30 kΩ, el generador se verá en gran medida como una fuente de voltaje de 200 V.

Un motor de inducción no generaría mucho voltaje en un circuito rectificador. El rotor puede tener una pequeña cantidad de magnetisim residual para permitirle generar un pequeño voltaje que actúa como un generador síncrono de imán permanente.

Si el motor genera más de 50 voltios, puede ser un motor síncrono de imán permanente como un motor de reloj o temporizador. También podría ser un motor de CC de imán permanente con un conmutador, pero eso sería inusual para un motor pequeño a ese nivel de voltaje.

Cuando se utiliza un motor recuperado, es muy útil encontrar toda la información marcada en el motor y en el producto del que se extrajo. Si el producto contiene otros componentes eléctricos, que están conectados al motor, es importante tener esos componentes y poder volver a conectarlos después de que ellos y el motor sean retirados. También es útil saber sobre cualquier otro uso de energía eléctrica en el producto.

Antes de intentar usar un motor como generador, el motor debe probarse como motor. Es mejor probarlo como se usó originalmente. Determine el voltaje, la corriente, la potencia y la velocidad con la carga original y sin carga. Mida la resistencia de CC.

Las imágenes y dimensiones detalladas pueden ser útiles.

Aprendimos en la clase de motores en UCLA que cada motor es también un generador. Los motores sincrónicos generarán y reducirán el consumo de energía de acuerdo con la relación de fase entre el voltaje aplicado y la posición del motor cuando está bajo carga. Cuando la carga es negativa (alguien gira la manivela e intenta hacer que el motor vaya más rápido), el consumo de energía se vuelve negativo. Así es como un motor síncrono se convierte en generador. Usted regula la salida regulando la potencia mecánica aplicada al eje.

Todo es un ejercicio similar a la contabilidad financiera: cuenta con toda la energía.

No creo que Tesla tuviera en mente DC cuando inventó los motores de CA.