As máquinas DC como motor e gerador são usadas em diferentes aplicações elétricas. A principal função do gerador é converter a energia mecânica em elétrica, enquanto o motor é usado para converter a energia elétrica em mecânica. Portanto, a potência de entrada do gerador CC está na forma elétrica, enquanto a saída está na forma mecânica. Da mesma forma, a potência de entrada do motor está na forma elétrica, enquanto a saída está na forma mecânica. Mas, na prática, a conversão de energia de uma máquina DC não pode ser feita completamente devido à perda de energia, de forma que a eficiência da máquina pode ser reduzida. Pode ser definida como a relação entre a potência o / p e a potência i / p. Portanto, a eficiência da máquina DC pode ser testada com a ajuda de um teste de Hopkinson.
O que é o teste de Hopkinson?
Definição: Um teste de carga total que é usado para testar a eficiência de um Máquina DC é conhecido como teste de Hopkinson. Um nome alternativo para este teste é consecutivo, corrida de calor e teste regenerativo. Este teste usa duas máquinas que estão conectadas elétrica e mecanicamente uma à outra. Dessas máquinas, uma atua como motor, enquanto outra funciona como gerador. O gerador fornece a energia mecânica para o motor elétrico enquanto o motor é usado para acionar o gerador.
teste de hopkinson
Portanto, o o / p de uma máquina é usado como uma entrada para outra máquina. Sempre que essas máquinas operam na condição de plena carga, a alimentação de entrada pode ser equivalente a todas as perdas das máquinas. Se não houver perda dentro de qualquer máquina, não há necessidade de fonte de energia . No entanto, se a tensão o / p do gerador cair, precisamos de uma fonte de tensão adicional para fornecer a tensão i / p adequada ao motor. Portanto, o poder que é retirado do fornecimento externo pode ser usado para vencer as perdas internas das máquinas.
Diagrama de circuito do teste de Hopkinson
O diagrama do circuito do teste de Hopkinson é mostrado abaixo. O circuito pode ser construído com um motor e também com um gerador junto com uma chave. Sempre que o motor é iniciado, o shunt arquivado resistência deste motor pode ser ajustado para que funcione em sua velocidade nominal.
diagrama de circuito de teste de hopkinson
Agora, a tensão do gerador pode ser idêntica à alimentação de tensão através da regulação da resistência do campo de derivação que é aliada no gerador. Esta igualdade das duas tensões do gerador e seu fornecimento pode ser especificada com a ajuda do voltímetro, pois fornece uma leitura zero através do interruptor 'S'. A máquina funciona na velocidade nominal, bem como na carga desejada, alterando as correntes de campo do motor, bem como do gerador.
Cálculo da eficiência da máquina pelo teste de Hopkinson
Deixe a alimentação de tensão da máquina ser 'V', então a entrada do motor pode ser derivada pela seguinte equação.
A entrada do motor = V (I1 + I2)
I1 = corrente do gerador
I2 = corrente de fonte externa
O o / p do gerador é VI1 ....... (1)
Se as máquinas funcionam com a mesma eficiência, isso é ‘η’
O / p do motor é η x i / p = η V (I1 + I2)
A entrada do gerador é a saída do motor, então, η V (I1 + I2)
O o / p do gerador é a entrada do motor, então, η [η x V (I1 + I2)] = η2 V (I1 + I2)…. (2)
A partir das duas equações acima, podemos obter
VI1 = η2 V (I1 + I2) então I1 = η2 (I1 + I2) = η√I1 / (I1 + I2)
O armadura a perda de cobre dentro do motor pode ser derivada por (I1 + I2-I4) 2Ra
Onde,
‘Ra’ = resistência da armadura da máquina
‘I4’ = Corrente de campo de derivação do motor
A perda de cobre do campo de derivação dentro do motor é ‘VI4’
A perda de cobre da armadura dentro do gerador pode ser derivada por (I1 + I3) 2Ra
I3 = Corrente de campo shunt
A perda de cobre do campo de derivação dentro do motor é ‘VI3’
A fonte de alimentação extraída da fonte externa é 'VI2'
Portanto, as perdas perdidas dentro das máquinas serão
W = VI2- (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + (I1 + I3) 2 Ra + VI3
As perdas por dispersão para as máquinas são semelhantes, então W / 2 = perda por dispersão / máquina
A eficiência do motor
As perdas no motor podem ser derivadas pela seguinte equação
WM = (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + W / 2
A entrada do motor = V (I1 + I2)
Então, a eficiência do motor pode ser derivada por ηM = saída / entrada = (perdas de entrada) / entrada
= (V (I1 + I2) -WM) / V (I1 + I2)
A Eficiência do Gerador
As perdas no gerador podem ser derivadas pela seguinte equação
WG = (I1 + I3) 2Ra + VI3 + W / 2
O / p do gerador = VI1
Então, a eficiência do gerador pode ser derivada por ηG = saída / entrada = saída / (saída + perdas)
= VI1 / (VI1 + WG)
Vantagens
As vantagens do teste de Hopkinson são
- O teste de Hopkinson usa muito menos energia
- É econômico
- Este teste pode ser feito em condições de carga total para que um aumento na temperatura e comutação possam ser examinados.
- A alteração da perda de ferro devido à distorção do fluxo é levada em consideração devido à condição de carga total.
- A eficiência pode ser determinada em cargas diferentes.
A desvantagem do teste de Hopkinson
As desvantagens do teste de Hopkinson são
- É complicado descobrir duas máquinas iguais necessárias para este teste.
- As duas máquinas usadas neste teste não podem ser carregadas uniformemente constantemente.
- É impossível adquirir perdas separadas de ferro usadas para as máquinas devido às suas excitações.
- É complicado controlar as máquinas na velocidade necessária devido à extensa mudança nas correntes de campo.
FAQs
1). Por que o teste de campo é realizado mesmo que o teste de Hopkinson esteja presente?
Este teste em dois motores de séries iguais não é possível devido à instabilidade de operação, bem como a velocidade de fuga
2). Qual é o objetivo do teste de retardamento?
O teste de retardo é usado para descobrir a eficiência de uma máquina CC de velocidade estável. Nesta técnica, descobrimos as perdas da mecânica e do ferro semelhantes a máquinas.
3). Por que a eficiência do gerador é mais do que motor?
Porque os enrolamentos são mais grossos, baixa resistência e baixas perdas de cobre
4). Quais são os vários tipos de perdas?
Eles são de ferro, vento e fricção
5). Qual é o teste de polaridade?
O teste de polaridade é usado para saber a direção da corrente em um circuito elétrico
Portanto, trata-se de uma visão geral do Teste de Hopkinson. É um tipo de técnica para teste de eficiência de uma máquina DC conectando-se entre si. Também é conhecido como um completo teste de carga . Aqui está uma pergunta para você, quais são as aplicações do teste de Hopkinson?
