Les màquines de corrent continu com el motor i el generador s’utilitzen en diferents aplicacions elèctriques. La funció principal del generador és convertir la potència de mecànica en elèctrica mentre que el motor s’utilitza per convertir la potència elèctrica en mecànica. Per tant, la potència d’entrada del generador de corrent continu és en forma elèctrica mentre que la sortida és en forma mecànica. De la mateixa manera, la potència d'entrada del motor és en forma elèctrica mentre que la sortida és en forma mecànica. Però, a la pràctica, la conversió de potència d'una màquina de corrent continu no es pot fer completament a causa de la pèrdua d'energia, de manera que es pot reduir l'eficiència de la màquina. Es pot definir com la proporció de potència o / p i potència i / p. Així, l’eficiència de la màquina de corrent continu es pot comprovar amb l’ajut d’una prova de Hopkinson.
Què és la prova de Hopkinson?
Definició: Una prova de càrrega completa que s’utilitza per comprovar l’eficiència d’un Màquina de corrent continu es coneix com la prova de Hopkinson. Un nom alternatiu d'aquesta prova és l'esquena a l'esquena, la prova de calor i la prova regenerativa. Aquesta prova utilitza dues màquines que es connecten elèctricament i mecànicament entre si. A partir d’aquestes màquines, una actua com a motor mentre que una altra funciona com a generador. El generador proporciona la potència mecànica al motor elèctric mentre que el motor s'utilitza per accionar el generador.
prova de hopkinson
Per tant, l’o / p d’una màquina s’utilitza com a entrada a una altra màquina. Sempre que aquestes màquines funcionen a condició de plena càrrega, el subministrament d’entrada pot ser equivalent a la totalitat de les pèrdues de les màquines. Si no hi ha cap pèrdua dins de cap màquina, no cal que hi hagi cap dispositiu extern Font d'alimentació . No obstant això, si es baixa la tensió o / p del generador, necessitarem una font de tensió addicional per proporcionar una tensió i / p adequada al motor. Per tant, el poder que s'obté del subministrament exterior es pot utilitzar per conquerir les pèrdues interiors de les màquines.
Diagrama de circuits de la prova de Hopkinson
A continuació es mostra el diagrama de circuits de la prova de Hopkinson. El circuit es pot construir amb un motor i un generador junt amb un interruptor. Sempre que s'engega el motor, es produeix la derivació resistència d'aquest motor es pot ajustar perquè funcioni a la seva velocitat nominal.
diagrama de circuits de prova de hopkinson
Ara, el voltatge del generador es pot fer idèntic al subministrament de tensió mitjançant la regulació de la resistència del camp de derivació que s’alia a través del generador. Aquesta igualtat de dos voltatges del generador i la seva alimentació es pot especificar amb l’ajut del voltímetre perquè proporciona una lectura zero a l’interruptor ‘S’. La màquina funciona a la velocitat nominal així com a la càrrega desitjada canviant els corrents de camp del motor, així com el generador.
Càlcul de l’eficiència de la màquina mitjançant la prova de Hopkinson
Deixeu que el subministrament de tensió de la màquina sigui ‘V’, llavors l’entrada del motor es pot derivar mitjançant la següent equació.
L'entrada del motor = V (I1 + I2)
I1 = Corrent del generador
I2 = Corrent de font externa
L'o / p del generador és VI1 ... (1)
Si les màquines funcionen amb la mateixa eficiència que és 'η'
L’o / p del motor és η x i / p = η V (I1 + I2)
L'entrada del generador és la sortida del motor, η V (I1 + I2)
L'o / p del generador és l'entrada del motor, η [η x V (I1 + I2)] = η2 V (I1 + I2) .... (2)
A partir de les dues equacions anteriors, podem obtenir
VI1 = η2 V (I1 + I2) llavors I1 = η2 (I1 + I2) = η√I1 / (I1 + I2)
El armadura la pèrdua de coure dins del motor es pot derivar mitjançant (I1 + I2-I4) 2Ra
On,
‘Ra’ = Resistència a la indústria de la màquina
‘I4’ = Corrent de camp de derivació del motor
La pèrdua de coure del camp de derivació al motor és 'VI4'
La pèrdua de coure de l'armadura dins del generador es pot derivar per (I1 + I3) 2Ra
I3 = Corrent de camp de derivació
La pèrdua de coure del camp de derivació al motor és 'VI3'
La font d'alimentació extreta del subministrament exterior és 'VI2'
Per tant, les pèrdues perdudes a les màquines seran
W = VI2- (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + (I1 + I3) 2 Ra + VI3
Les pèrdues perdudes per les màquines són similars, de manera que W / 2 = pèrdua perduda / màquina
L'eficiència del motor
Les pèrdues del motor es poden derivar mitjançant la següent equació
WM = (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + W / 2
L'entrada del motor = V (I1 + I2)
Llavors, l'eficiència del motor es pot obtenir mitjançant ηM = sortida / entrada = (entrada-pèrdues) / entrada
= (V (I1 + I2) -WM) / V (I1 + I2)
L'eficiència del generador
Les pèrdues del generador es poden derivar mitjançant la següent equació
WG = (I1 + I3) 2Ra + VI3 + W / 2
O / p del generador = VI1
Llavors, l'eficiència del generador es pot derivar per ηG = sortida / entrada = sortida / (sortida + pèrdues)
= VI1 / (VI1 + WG)
Avantatges
Els avantatges de la prova de Hopkinson són
- La prova de Hopkinson utilitza molt menys energia
- És econòmic
- Aquesta prova es pot fer en condicions de càrrega completa de manera que es pugui examinar un augment de la temperatura i la commutació.
- El canvi de pèrdua de ferro a causa de la distorsió del flux es té en compte a causa de la condició de càrrega completa.
- L'eficiència es pot determinar a càrregues diferents.
El desavantatge de la prova de Hopkinson
Els desavantatges de la prova de Hopkinson són
- És complicat descobrir dues màquines iguals necessàries per a aquesta prova.
- Les dues màquines que s’utilitzen en aquesta prova no es poden carregar uniformement constantment.
- És impossible adquirir pèrdues de ferro per a les màquines a causa de les seves excitacions.
- És complicat controlar les màquines a la velocitat requerida a causa del canvi de corrents de camp de manera àmplia.
Preguntes freqüents
1). Per què es realitza una prova de camp encara que hi hagi la prova de Hopkinson?
Aquesta prova en dos motors de sèries iguals no és possible a causa de la inestabilitat de funcionament i de la velocitat de fugida
2). Quin és l’objectiu de la prova de retard?
La prova de retard s’utilitza per descobrir l’eficiència d’una màquina de corrent continu a velocitat estable. En aquesta tècnica, descobrim les pèrdues del ferro i la mecànica semblant a una màquina.
3). Per què l’eficiència del generador és més que el motor?
Com que els bobinatges són més gruixuts, de baixa resistència i baixes pèrdues de coure
4). Quins són els diversos tipus de pèrdues?
Són ferro, vent i fricció
5). Què és la prova de polaritat?
La prova de polaritat s’utilitza per conèixer la direcció del corrent en un circuit elèctric
Per tant, es tracta d’una visió general de la prova de Hopkinson. És un tipus de tècnica per provar l'eficiència d'una màquina de corrent continu mitjançant la connexió entre si. També es coneix com a complet prova de càrrega . Aquí teniu una pregunta, quines són les aplicacions de la prova de Hopkinson?
