Какие характеристики двигателя постоянного тока для научного проекта ветряной турбины?

Я пытаюсь построить модель ветряной турбины для питания светодиода для научного проекта. Моторы у нас плохо работают.Я хотел бы включить турбину с помощью фена, чтобы он зажег светодиод. Я пытаюсь использовать двигатель постоянного тока в качестве генератора. Я пробовал двигатели на 1,5-3 В, но они, похоже, не выдают достаточного напряжения. У меня есть некоторые с более высоким напряжением, но крутящий момент настолько высок, что я не могу заставить их вращаться с помощью фена. Я нашел инструкции в Интернете, но там просто говорится, что нужно использовать хобби-двигатель постоянного тока. На какие характеристики следует обращать внимание при заказе двигателя? В итоге я нашел тот, который работает очень хорошо. Но хотелось бы понять почему. Он маркируется как Rf-330tk-07800 Кто-нибудь знает, чем он отличается от простого двигателя постоянного тока 1,5-3В?

Цитировать
Следовать
7 308 15 15 золотых знаков 35 35 серебряных знаков 47 47 бронзовых знаков
спросил 30 авг. 2021 в 16:21
Бениомин Уолтерс Бениомин Уолтерс
ответ дан 113 5 5 бронзовых знаков
$конечная группа$

$begingroup$ Я отредактировал заголовок вашего вопроса, чтобы он касался спецификаций, а не конкретного двигателя, поскольку запрос рекомендаций по компонентам не по теме. $конечная группа$

30 августа 2021 г., 16:29
$begingroup$ Кхм, ты имеешь в виду генератор? $конечная группа$
30 августа 2021 г., 16:29

$begingroup$ Почти любой игрушечный щеточный двигатель постоянного тока загорается светодиодом. В моем районе я могу купить фонарик с ручным генератором за 5 долларов. Есть двигатель/генератор. $конечная группа$

30 августа 2021 г., 16:34
30 августа 2021 г., 16:49

$begingroup$ Бенёмин, если вы подключите двигатель к источнику питания 3 В, вы сможете увидеть, как быстро он вращается. Чтобы получить 3 В от этого устройства, ваш «ветер» должен будет вращать свой вал с той же скоростью. Особое внимание следует уделить дизайну вентилятора. На Thingiverse может быть много доступных, но не делайте случайных, а изучайте влияние количества лопастей, угла лопасти, скорости воздуха и т. д., чтобы вы не просто слепо угадывали. Это "научная" часть вашего проекта. $конечная группа$

30 августа 2021 г., 17:46

1 Ответ 1

Сортировано по: Сбросить по умолчанию
$начало группы$

В итоге я нашел тот, который работает очень хорошо. Но хотелось бы понять почему. Маркируется как РФ-330ТК-07800.

Эти маркировки соответствуют схеме обозначения Mabuchi Motor:

Так, в RF-330TK-07800 буква R означает круглую, F — щетки из благородного металла, 33 — диаметр якоря и длина корпуса (соответствует диаметру корпуса ~24 мм и длине 21 мм), 07 — диаметр проволоки и (что наиболее важно) 800 — это количество витков на слот якоря.

Вот пример, который включает «расчетное напряжение» (D/V) 3,5 В, что является типичным рабочим напряжением в расчетном приложении:

Кто-нибудь знает, чем это отличается от простого двигателя постоянного тока 1,5-3 В?

По сравнению с «простым» двигателем постоянного тока 1,5–3 В основное отличие состоит в том, что этот двигатель предназначен для работы на более низкой скорости, что достигается за счет большего количества витков тонкой проволоки на якоре.

Когда питание подается на двигатель постоянного тока, он первоначально потребляет большой ток, ограниченный только сопротивлением обмотки. Этот ток создает крутящий момент, который увеличивает скорость двигателя. Когда якорь вращается, он генерирует напряжение, пропорциональное оборотам в минуту, уменьшая напряжение на сопротивлении обмотки, что снижает ток и крутящий момент до тех пор, пока не будет уравновешена внутренняя крутящая нагрузка (трение в подшипнике, магнитное сопротивление, сопротивление воздуха и т. д.) и любая внешняя нагрузка. Без внешней нагрузки он будет продолжать увеличивать скорость до тех пор, пока генерируемое напряжение почти не достигнет напряжения питания.

Когда двигатель приводится в действие механически, он генерирует такое же напряжение (пропорциональное оборотам в минуту), поэтому, если он работает, например, при . 1000 об/мин при питании от 3 В, он также должен генерировать 3 В при механическом вращении со скоростью 1000 об/мин. Наличие большего количества витков снижает скорость двигателя и увеличивает генерируемое напряжение, потому что ток проходит по проводу большей длины и, таким образом, генерирует большее напряжение при пересечении стационарного магнитного поля.

Стандартный светодиод может загораться при очень низком токе, но для этого ему требуется от 1,7 В до 3,2 В (в зависимости от цвета). Чтобы генерировать это напряжение из небольшого воздушного потока, вам нужен двигатель с низким коэффициентом трения, малым магнитным сопротивлением и малым зубчатым зацеплением, а также низкими рабочими оборотами.Это может быть либо двигатель, предназначенный для работы при напряжении, близком к тому, что вам нужно, либо рассчитанный на более высокие обороты при пропорционально более высоком напряжении.

Ваш двигатель предназначен для эффективной работы на низких оборотах, слабом токе и низком уровне шума, таких как проигрыватели компакт-дисков и освежители воздуха. Это делает его хорошим выбором для вашего проекта. Другие двигатели, которые могут быть подходящими, включают небольшие двигатели с более высоким напряжением (например, 24 В), предназначенные для маломощных приложений. Например, этот двигатель развивает только 1700 об/мин при 24 В, поэтому он должен генерировать 3 В только при 200 об/мин!