Las máquinas de CC como el motor y el generador se utilizan en diferentes aplicaciones eléctricas. La función principal del generador es convertir la energía de mecánica a eléctrica mientras que el motor se utiliza para convertir la energía eléctrica en mecánica. Por lo tanto, la potencia de entrada del generador de CC está en forma eléctrica, mientras que la salida es en forma mecánica. De manera similar, la potencia de entrada del motor está en forma eléctrica mientras que la salida es en forma mecánica. Pero en la práctica, la conversión de potencia de una máquina de CC no se puede realizar por completo debido a la pérdida de potencia, por lo que se puede reducir la eficiencia de la máquina. Puede definirse como la relación entre la potencia o / py la potencia i / p. Por lo tanto, la eficiencia de la máquina de CC se puede probar con la ayuda de una prueba de Hopkinson.
¿Qué es la prueba de Hopkinson?
Definición: Una prueba de carga completa que se utiliza para probar la eficiencia de un Maquina DC se conoce como prueba de Hopkinson. Un nombre alternativo de esta prueba es back to back, heat run y regenerative test. Esta prueba utiliza dos máquinas que están conectadas eléctrica y mecánicamente entre sí. De estas máquinas, una actúa como motor mientras que otra funciona como generador. los generador proporciona la potencia mecánica al motor eléctrico mientras que el motor se utiliza para impulsar el generador.
prueba de hopkinson
Por lo tanto, el o / p de una máquina se usa como entrada para otra máquina. Siempre que estas máquinas funcionen a plena carga, el suministro de entrada puede ser equivalente a todas las pérdidas de las máquinas. Si no hay pérdida dentro de ninguna máquina, no hay necesidad de fuente de alimentación . Sin embargo, si se cae el voltaje de o / p del generador, entonces necesitamos una fuente de voltaje adicional para proporcionar el voltaje i / p adecuado al motor. Por lo tanto, el poder que se extrae del suministro exterior se puede utilizar para vencer las pérdidas internas de las máquinas.
Diagrama de circuito de la prueba de Hopkinson
El diagrama del circuito de la prueba de Hopkinson se muestra a continuación. El circuito se puede construir tanto con un motor como con un generador junto con un interruptor. Siempre que se arranca el motor, la derivación se archiva resistencia de este motor se puede ajustar para que funcione a su velocidad nominal.
diagrama-del-circuito-de-prueba-de-hopkinson
Ahora, el voltaje del generador se puede hacer idéntico al suministro de voltaje mediante la regulación de la resistencia del campo de derivación que está aliada a través del generador. Esta igualdad de los dos voltajes del generador y su suministro se puede especificar con la ayuda del voltímetro porque proporciona una lectura cero a través del interruptor 'S'. La máquina funciona a la velocidad nominal y a la carga deseada mediante el cambio de las corrientes de campo del motor y del generador.
Cálculo de la eficiencia de la máquina mediante la prueba de Hopkinson
Deje que el suministro de voltaje de la máquina sea 'V', entonces la entrada del motor se puede derivar mediante la siguiente ecuación.
La entrada del motor = V (I1 + I2)
I1 = corriente del generador
I2 = corriente de fuente externa
El o / p del generador es VI1 ……. (1)
Si las máquinas funcionan con la misma eficiencia que es 'η'
El o / p del motor es η x i / p = η V (I1 + I2)
La entrada del generador es la salida del motor, entonces, η V (I1 + I2)
El o / p del generador es la entrada del motor, entonces, η [η x V (I1 + I2)] = η2 V (I1 + I2)…. (2)
De las dos ecuaciones anteriores, podemos obtener
VI1 = η2 V (I1 + I2) entonces I1 = η2 (I1 + I2) = η√I1 / (I1 + I2)
los armadura La pérdida de cobre dentro del motor puede derivarse de (I1 + I2-I4) 2Ra
Dónde,
'Ra' = Resistencia del inducido de la máquina
'I4' = Corriente de campo de derivación del motor
La pérdida de cobre del campo de derivación dentro del motor es 'VI4'
La pérdida de cobre del inducido dentro del generador se puede derivar mediante (I1 + I3) 2Ra
I3 = corriente de campo de derivación
La pérdida de cobre del campo de derivación dentro del motor es 'VI3'
La fuente de alimentación extraída de la fuente exterior es 'VI2'
Entonces, las pérdidas perdidas dentro de las máquinas serán
W = VI2- (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + (I1 + I3) 2 Ra + VI3
Las pérdidas perdidas de las máquinas son similares, por lo que W / 2 = pérdida perdida / máquina
La eficiencia del motor
Las pérdidas en el motor se pueden derivar mediante la siguiente ecuación
WM = (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + W / 2
La entrada del motor = V (I1 + I2)
Entonces, la eficiencia del motor se puede derivar por ηM = salida / entrada = (pérdidas de entrada) / entrada
= (V (I1 + I2) -WM) / V (I1 + I2)
La eficiencia del generador
Las pérdidas en el generador se pueden derivar mediante la siguiente ecuación
WG = (I1 + I3) 2Ra + VI3 + W / 2
O / p del generador = VI1
Entonces la eficiencia del generador se puede derivar por ηG = salida / entrada = salida / (salida + pérdidas)
= VI1 / (VI1 + WG)
Ventajas
Las ventajas de la prueba de Hopkinson son
- La prueba de Hopkinson usa muy menos energía
- Es economico
- Esta prueba se puede realizar en condiciones de carga completa para poder examinar un aumento de temperatura y conmutación.
- El cambio de pérdida de hierro debido a la distorsión del flujo se tiene en cuenta debido a la condición de carga completa.
- La eficiencia se puede determinar con cargas diferentes.
La desventaja de la prueba de Hopkinson
Las desventajas de la prueba de Hopkinson son
- Es complicado descubrir dos máquinas iguales necesarias para esta prueba.
- Las dos máquinas que se utilizan en esta prueba no se pueden cargar de manera uniforme y constante.
- Es imposible adquirir pérdidas de hierro separadas utilizadas para las máquinas debido a sus excitaciones.
- Es complicado controlar las máquinas a la velocidad requerida debido al gran cambio en las corrientes de campo.
Preguntas frecuentes
1). ¿Por qué se realiza la prueba de campo incluso si la prueba de Hopkinson está presente?
Esta prueba en dos motores de la misma serie no es posible debido a la inestabilidad de funcionamiento y a la velocidad de marcha.
2). ¿Cuál es el propósito de la prueba de retraso?
La prueba de retardo se utiliza para descubrir la eficiencia de una máquina de CC de velocidad estable. En esta técnica, descubrimos las pérdidas de la mecánica y el hierro como una máquina.
3). ¿Por qué la eficiencia del generador es más que un motor?
Porque los devanados son más gruesos, de baja resistencia y bajas pérdidas de cobre
4). ¿Cuáles son los distintos tipos de pérdidas?
Son hierro, viento y fricción.
5). ¿Qué es la prueba de polaridad?
La prueba de polaridad se utiliza para conocer la dirección de la corriente en un circuito eléctrico.
Por lo tanto, se trata de una descripción general de la prueba de Hopkinson. Es un tipo de técnica para probar la eficiencia de una máquina de CC al conectarse entre sí. También se conoce como un completo prueba de carga . Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son las aplicaciones de la prueba de Hopkinson?
