一部のDCモーターは、出力軸に機械的トルクを加えて電流を誘導することにより、発電機としても使用できます。しかし、たとえDCモーターがこれを行うことができたとしても、それらがこの目的のために設計されていないため、モーターとしてではなくジェネレーターとして使用すると効率が低下すると思います。
明らかに素朴な理解では、DCジェネレーターとDCモーターは本質的に同じ機械ですが、入力と出力が逆になっています。これは、ある方向を他の方向よりも効率的にするために、他のいくつかの設計上の考慮事項が使用されると私を信じさせます。
DCジェネレーターとDCモーターは、入力/出力の一方の方向を他方の方向より効率的にするように設計されていますか？ どちらの方向の効率を改善するために、電気的または機械的に何ができますか？
特に、DCモーターを発電機に変換することに興味があり、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する効率を改善する方法を知りたいです。
回答:
あなたがたの昔、DC発電機はブラシ付き整流装置でした。それらには、1つ以上の固定子巻線と電機子巻線がありました。モーターと同様に界磁DCジェネレーターは、3つの方法のいずれかで一般的に接続されました：シリーズ、シャント、および複合。詳細に入ることなく、それぞれに長所と短所がありました。ただし、覚えておく必要があるのは次の2つだけです。DCモーターの電圧は、入力シャフトの速度に依存します。電流はトルクの関数です。電圧が高いほどRPMが多くなり、アンプが多いほどニュートンメートル（またはフィートポンド）が多くなります。
そのため、一定の電圧を得るには一定速度のソースが必要です。また、負荷の現在の需要を満たすのに十分なトルクがあることを確認する必要があります。そうしないと、電圧が低下します。古い自動車には整流発電機がありました。彼らは電圧を調整できなかったため、約10〜14ボルトの範囲を使用し、エンジン速度が電圧範囲内にあるときに単に閉じるリレーを使用しました。電圧が低すぎるか高すぎる場合、リレーが開きました。今日の標準によるプリミティブ。今日の自動車のオルタネーターは、ステーターの出力電圧に基づいて界磁強度を変化させる電機子電流を変化させる電圧調整回路を使用しています。より低い速度は、アーマチュアへのより多くの電流とより高い速度でより少ない電流を意味します。
では、DC発電機とモーターはどのように違うのでしょうか。まったく違いはありません。どちらかと言えば、原動機（スチーム、ICE、電気など）に結合されるため、機械設計がほとんど異なります。しかし、はるかに大きなダイナモでは、調整可能な整流子ブラシを使用して、重い負荷の特性の結果としての整流面のシフトを補正しました。ハンドホイールはウォームギアを回し、整流面を前進または減速して発電機を通常の動作パラメーターに戻します。モーターがメガワットに対応していないと確信しているので、これについて心配する必要はありません。
あなたのモーターは永久磁石タイプのモーターだと思います。ネームプレートRPMは、ネームプレート電圧を得るためにモーターを回転させるのに必要なものです。つまり、6000 RPMで回転する12Vモーターがある場合、12Vを得るには6000 RPMが必要です。一定速度のソースがない場合、電圧を調整する方法はありません。モーターから一定の電圧を得るには、昇降圧スイッチングレギュレーターが必要です。
風力発電や水力発電などの再生可能エネルギープロジェクトにこれを使用する場合、充電コントローラーは通常、昇降圧レギュレーターを介した広い入力電圧スイング用に設計されています。ソーラーパネルは、永久磁石DC発電機によく似ており、内部電圧調整はなく、エネルギーが入力されると変動します。太陽は1分と1分遅れて明るく輝いている可能性があり、雲に遮られています。そのため、充電コントローラーは、変化する入力から有効な定常電圧を生成するために最善を尽くします。そこから、蓄電池を使用して、後で使用するためにその電力を取得し、低入力イベントのバッファとして機能します。
また、参考までに、ACモーターは、ネームプレートRPMよりも高速で、通常は同期速度で回転させると、電力を生成することもできます。ただし、電圧調整と一定の速度は必要ありません。その価値よりも多くのトラブル。また、ジェット機は非常に精巧な機械式速度調整器を使用して一定のシャフト速度を生成し、スロットルが変化しても一定の60または400Hz AC周波数を確保します。
まあ、最初に、ダイナモは固定子の電磁石だけに依存できないため、キックスタート電源または永久磁石のいずれかが必要です。電流のないワイヤを電流のない別のワイヤの隣に移動して電気を生成することはありません。
永久磁石DCモーターは、軸に回転力を供給すればダイナモとして機能するため、ここで大きな違いはありません。整流子は、磁場がモーターにブレーキをかけるときに早期に遮断する必要性を無視して、少し異なるように調整することができます。モーターが起動しない「デッドゾーン」を作成せず、隣の磁石に引っ張られないという心配はありません。どちらかと言えば、デバイスはかなりシンプルになります。
固定子の電磁石を使用する場合、いくつかの違いがあります。通常、外部電源から電力が供給され、発電機から充電されます。