Le macchine CC come motore e generatore vengono utilizzate in diverse applicazioni elettriche. La funzione principale del generatore è convertire la potenza da meccanica a elettrica mentre il motore viene utilizzato per convertire la potenza da elettrica a meccanica. Pertanto, la potenza di ingresso del generatore cc è in forma elettrica mentre l'uscita è in forma meccanica. Allo stesso modo, la potenza di ingresso del motore è in forma elettrica mentre l'uscita è in forma meccanica. Ma in pratica, la conversione di potenza di una macchina CC non può essere eseguita completamente a causa della perdita di potenza, in modo che l'efficienza della macchina possa essere ridotta. Può essere definito come il rapporto tra potenza o / p e potenza i / p. Quindi l'efficienza della macchina CC può essere testata con l'aiuto di un test di Hopkinson.
Cos'è il test di Hopkinson?
Definizione: Un test a pieno carico che viene utilizzato per testare l'efficienza di a Macchina DC è noto come test di Hopkinson. Un nome alternativo di questo test è back to back, heat run e rigenerative test. Questo test utilizza due macchine collegate elettricamente e meccanicamente tra loro. Da queste macchine, una funge da motore mentre un'altra funziona da generatore. Il Generatore fornisce la potenza meccanica al motore elettrico mentre il motore è utilizzato per azionare il generatore.
test di hopkinson
Pertanto, l'o / p di una macchina viene utilizzato come input per un'altra macchina. Ogni volta che queste macchine funzionano a pieno carico, l'alimentazione in ingresso può essere equivalente alle perdite totali delle macchine. Se non c'è perdita all'interno di nessuna macchina, non c'è bisogno di esterno Alimentazione elettrica . Tuttavia, se la tensione o / p del generatore viene ridotta, è necessaria una fonte di tensione aggiuntiva per fornire la corretta tensione i / p al motore. Perciò, il potere che viene prelevato dall'alimentazione esterna può essere utilizzato per vincere le perdite interne delle macchine.
Schema del circuito del test di Hopkinson
Di seguito è mostrato lo schema del circuito del test di Hopkinson. Il circuito può essere costruito con un motore e un generatore insieme a un interruttore. Ogni volta che il motore viene avviato, lo shunt viene archiviato resistenza di questo motore può essere regolato in modo che funzioni alla velocità nominale.
schema del circuito di test di hopkinson
Ora, la tensione del generatore può essere resa identica alla tensione di alimentazione regolando la resistenza del campo shunt che è alleata attraverso il generatore. Questa uguaglianza delle due tensioni del generatore e della sua alimentazione può essere specificata con l'aiuto del voltmetro perché fornisce una lettura zero attraverso l'interruttore 'S'. La macchina funziona alla velocità nominale e al carico desiderato modificando le correnti di campo del motore e del generatore.
Calcolo dell'efficienza della macchina mediante il test di Hopkinson
Lascia che la tensione di alimentazione della macchina sia 'V', quindi l'ingresso del motore può essere derivato dalla seguente equazione.
L'ingresso del motore = V (I1 + I2)
I1 = Corrente del generatore
I2 = Corrente sorgente esterna
L'o / p del generatore è VI1 ……. (1)
Se le macchine funzionano con la stessa efficienza che è 'η'
L'o / p del motore è η x i / p = η V (I1 + I2)
L'ingresso del generatore è l'uscita del motore quindi, η V (I1 + I2)
L'o / p del generatore è quindi l'ingresso del motore, η [η x V (I1 + I2)] = η2 V (I1 + I2)…. (2)
Dalle due equazioni precedenti, possiamo ottenere
VI1 = η2 V (I1 + I2) poi I1 = η2 (I1 + I2) = η√I1 / (I1 + I2)
Il armatura la perdita di rame all'interno del motore può essere derivata da (I1 + I2-I4) 2Ra
Dove,
'Ra' = Resistenza d'armatura della macchina
'I4' = corrente di campo shunt del motore
La perdita di rame del campo shunt all'interno del motore è 'VI4'
La perdita di rame dell'indotto all'interno del generatore può essere derivata da (I1 + I3) 2Ra
I3 = Corrente di campo shunt
La perdita di rame del campo shunt all'interno del motore è 'VI3'
L'alimentatore prelevato dall'alimentazione esterna è 'VI2'
Quindi, le perdite vaganti all'interno delle macchine saranno
W = VI2- (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + (I1 + I3) 2 Ra + VI3
Le perdite vaganti per le macchine sono simili quindi W / 2 = perdita vagante / macchina
L'efficienza del motore
Le perdite nel motore possono essere derivate dalla seguente equazione
WM = (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + W / 2
L'ingresso del motore = V (I1 + I2)
Quindi l'efficienza del motore può essere derivata da ηM = output / input = (input-loss) / input
= (V (I1 + I2) -WM) / V (I1 + I2)
L'efficienza del generatore
Le perdite nel generatore possono essere derivate dalla seguente equazione
WG = (I1 + I3) 2Ra + VI3 + W / 2
O / p del generatore = VI1
Quindi l'efficienza del generatore può essere derivata da ηG = output / input = output / (output + perdite)
= VI1 / (VI1 + WG)
Vantaggi
I vantaggi del test di Hopkinson sono
- Il test di Hopkinson utilizza molta meno energia
- È economico
- Questo test può essere eseguito a pieno carico in modo da poter esaminare un aumento della temperatura e della commutazione.
- La variazione della perdita di ferro dovuta alla distorsione del flusso viene presa in considerazione a causa della condizione di pieno carico.
- L'efficienza può essere determinata a carichi dissimili.
Lo svantaggio del test di Hopkinson
Gli svantaggi del test di Hopkinson sono
- È complicato scoprire due macchine uguali richieste per questo test.
- Le due macchine utilizzate in questo test non possono essere caricate costantemente in modo uniforme.
- È impossibile acquisire perdite di ferro separate utilizzate per le macchine a causa delle loro eccitazioni.
- È difficile controllare le macchine alla velocità richiesta a causa del cambiamento estensivo delle correnti di campo.
Domande frequenti
1). Perché il test sul campo viene condotto anche se è presente il test di Hopkinson?
Questo test su due motori di serie uguale non è possibile a causa dell'instabilità di funzionamento e della velocità di fuga
2). Qual è lo scopo del test di ritardo?
Il test di rallentamento viene utilizzato per scoprire l'efficienza di una macchina cc a velocità stabile. In questa tecnica, scopriamo le perdite della meccanica e del ferro simili a macchine.
3). Perché l'efficienza del generatore è più del motore?
Perché gli avvolgimenti sono più spessi, a bassa resistenza e basse perdite di rame
4). Quali sono i vari tipi di perdite?
Sono ferro, derivazione e attrito
5). Qual è il test di polarità?
Il test di polarità viene utilizzato per conoscere la direzione della corrente in un circuito elettrico
Quindi, si tratta di una panoramica del test di Hopkinson. È un tipo di tecnica per testare l'efficienza di una macchina CC collegandosi tra loro. È anche conosciuto come full test di carico . Ecco una domanda per te, quali sono le applicazioni del test di Hopkinson?
