Обратимость электродвигателя

[Keid]

Всем добрый день!

Мой первый пост, сильно не пинайте. Гуглю, но возможно из-за недостатка знаний, формирую неправильные запросы, поэтому решил спросить тут у знающих.

Вопрос касательно электродвигателей постоянного тока и их обратимости.

Все ли электродвигатели постоянного тока обратимы? (Вроде как все)
Какой КПД этой обратимости, приблизительно и от чего зависит. (С примером ниже)

Допустим возьмем обычный коллекторный двигатель с 3мя катушками на роторе и 2мя магнитами на статоре.

Допустим я подаю на него ровно 12В, с силой тока 0.2 и его вал в таком случае крутится со скоростью 5400 оборотов в минуту.

Значит ли это, что если я возьму и раскручу его вал до оборотов 5400 внешним усилием, то он мне на клеммах выдаст напряжение 12В и Силу тока 0.2? Или есть некоторый коэф. п.д. обратимости?

Заранее благодарю.

[Maykill]

будьте проще
НИКАКОЕ преобразование энергии без потерь НЕВОЗМОЖНО
и не важно -электичества в механическую или наоборот

[Keid]

Ну я это понимаю, а с какими потерями пойдет преобразование в моем примере? От чего это зависит?
Т.е. при прямом использовании как двигатель, часть энергии уходит на трение, нагрев и пр. Т.е. если убрать потери, то он дал бы больше чем 5400 оборотов.
В обратную сторону уходит вроде как только на нагрев. Но это только мои предположения.

[Ariadna-on-Line]

Ну вот, - вы видите эти 5400 об/сек, которые вроде бы ничем не предопределены,
или как говорят в народе "не детерминированы". Включите свою фантазию, и
придумайте какую-нибудь теорию. Естественно не противоречащую законам природы (для начала).
И минимально навороченную (принцип бритвы Оккама).

Так что вперёд, начните - посмотрим-поправим-пофантазируем.
Как по вашему, почему именно 5400, не 3000, и не 10000?
Это называется типа МОЗГОВОЙ ШТУРМ - полезная штука в науке.

ПС. Точного ответа я сам не знаю, но имею предположение, и думаю - правильное.

[Maykill]

http://feklistovstudio.narod.ru/5Dvig-DC.html
вроде всё расписано

[arkhnchul]

если убрать потери, то он дал бы больше чем 5400 оборотов.

ащет если убрать все потери, то двигатель будет непрерывано раскручиваться до бесконечности.

[Дмитрий М]

Не будет. Скорость двигателя (щёточного, постоянного тока) определяется числом катушек на якоре и схемой коммутации, определяемой схемой их подсоединения к ламелям. Собственно щёточный узел и есть тот коммутатор который сейчас делают в виде ИС или платы в безщёточных двигателях BLDC . И именно его параметры и определяют обороты. С учётом напряжения питания конечно. так как оно тоже определяет частоту коммутации максимально достижимую.

[arkhnchul]

ну у меня вариант сфероконического двигателя) совсем без потерь и без полезной работы подводимой мощи некуда деваться, кроме как изменять кинетическую энергию ротора. Т.е. реальный двигатель мы рано или подно начнем тормозить таким макаром?

[Goodefine]

Не будет. Скорость двигателя...

ДПТ с последовательным возбуждением даже с механическими потерями может раскрутится до саморазрушения (посмотрите зависимость момента от оборотов).

[Ariadna-on-Line]

///...ащет если убрать все потери, то двигатель будет непрерывано раскручиваться до бесконечности...///

Не будет. Называется этот топик? - "Обратимость двигателя". прим: Двигатель с возбуждением от постоянных магнитов. При какой-то скорости противо - ЭДС сравнится с ЭДС сети. Возрастание скорости и потребление энергии прекратится. А если вдруг скорость еще повысится (по чудесной причине) - двигатель просто станет отдавать энергию в сеть как генератор.

В реальном двигателе с ростом оборотов растет противо- ЭДС и падает потребление мощности из сети. Но при этом растут механические потери.
Когда они (потребление и потери) сравняются- скорость стабилизируется. Ессно она будет ниже чем в идеальном двигателе.

Это моя теория. Критика приветствуется.

Мощность потерь на скорости 5400об/мин P=12V*0.2A= 2.4W
Чтобы двигатель сам выдал 12 вольт холостого хода, потребуется скорость немного выше. И потери х.х. тоже будут немного больше.
При этом как с генератора, ток с него можно будет снять скорее всего НАААМНОГО больше чем 0.2А.
Ессно, если приложить нужный вращающий момент.

[YS]

Допустим я подаю на него ровно 12В, с силой тока 0.2 и его вал в таком случае крутится со скоростью 5400 оборотов в минуту.

Значит ли это, что если я возьму и раскручу его вал до оборотов 5400 внешним усилием, то он мне на клеммах выдаст напряжение 12В и Силу тока 0.2?

Если раскрутите до 5400 оборотов, выдаст около 12 В. А вот сила тока определяется нагрузкой на валу. То есть да, при той же частоте вращения и моменте на валу (то есть, при соответствующей электрической нагрузке) сила тока и напряжение будут теми же (в пределах погрешности, разумеется).

[Keid]

///...ащет если убрать все потери, то двигатель будет непрерывано раскручиваться до бесконечности...///

Не будет. Называется этот топик? - "Обратимость двигателя". прим: Двигатель с возбуждением от постоянных магнитов. При какой-то скорости противо - ЭДС сравнится с ЭДС сети. Возрастание скорости и потребление энергии прекратится. А если вдруг скорость еще повысится (по чудесной причине) - двигатель просто станет отдавать энергию в сеть как генератор.

В реальном двигателе с ростом оборотов растет противо- ЭДС и падает потребление мощности из сети. Но при этом растут механические потери.
Когда они (потребление и потери) сравняются- скорость стабилизируется. Ессно она будет ниже чем в идеальном двигателе.

Это моя теория. Критика приветствуется.

Мощность потерь на скорости 5400об/мин P=12V*0.2A= 2.4W
Чтобы двигатель сам выдал 12 вольт холостого хода, потребуется скорость немного выше. И потери х.х. тоже будут немного больше.
При этом как с генератора, ток с него можно будет снять скорее всего НАААМНОГО больше чем 0.2А.
Ессно, если приложить нужный вращающий момент.

Замерить частоту вращения не получилось, т.к. нет измерительного прибора, но при меньших оборотах получилось, что напряжение ниже, а сила тока выше. Это на холостом ходу. Из Китая придут посылки, поэкспериментирую. Спасибо.

[YS]

Это в режиме генератора? Как в режиме генератора на холостом ходу может быть какой-то ток?

[Андрей Бедов]

Да вообще не поймёшь.
Даже в режиме двигателя, без нагрузки на валу ток никак не может увеличиваться при снижении напряжения.

[alex647]

Электрические машины всех типов обратимы. Это основополагающий принцип, правда, как везде, есть нюансы. Довольно нелегко, например, заставить работать в генераторном режиме асинхронный двигатель, а проще всего двигатель постоянного тока с магнитами на роторе. Отдаваемый ток будет зависеть от сечения обмоток, а выходное напряжение прямо пропорционально числу оборотов.

[YS]

Отдаваемый ток будет зависеть от сечения обмоток, а выходное напряжение прямо пропорционально числу оборотов.

На всякий случай отмечу, что выходной ток и в целом отдаваемая мощность будут зависеть от входной механической мощности на валу (т.е. от механического момента, который способен создать агрегат, приводящий в движение генератор). Сечение провода обмоток (и качество охлаждения) влияет только на степень нагрева генератора при заданном токе нагрузки.

[alex647]

выходной ток и в целом отдаваемая мощность будут зависеть от входной механической мощности на валу

Неверно, т.к. при одной и той же подводимой мощности и малых оборотах, например, через понижающий редуктор, вам не удастся снять с генератора, т.к. напряжения будет недостаточно или же он вообще не возбудится.

от механического момента, который способен создать тот агрегат, от которого приводится в движение генератор

тут вы сами себя поправили

Сечение провода обмоток (и качество охлаждения) влияет только на степень нагрева генератора при заданном токе нагрузки

соглашусь, если убрать слово "только", т.к. оно, сечение, влияет (через сопротивление обмоток) еще и на мдс генератора

[YS]

при одной и той же подводимой мощности и малых оборотах, например, через понижающий редуктор, вам не удастся снять с генератора, т.к. напряжения будет недостаточно или же он вообще не возбудится.

Не возбудится - это другой вопрос. А вот насчет напряжения не понял. Одну и ту же мощность можно снять при 220 В / 1 A, и при 12 В / 18.3 А. Преобразовать напряжение можно трансформатором или инвертором.

сечение, влияет (через сопротивление обмоток) еще и на мдс генератора

Это да.

[rus084]

не все электрические машины обратимы .
коллекторный двигатель с последовательной обмоткой возбуждения нельзя заставить отдавать ток .

[alex647]

Одну и ту же мощность можно снять при 220 В / 1 A, и при 12 В / 18.3 А

ну, если генератор у вас расчитан на 1А при 220В, то 18А с него снять можно только в течение доли секунды