מכונות DC כמו מנוע וגנרטור משמשות ביישומים חשמליים שונים. תפקידו העיקרי של הגנרטור הוא להמיר את הכוח ממכני לחשמלי ואילו המנוע משמש להמרת הכוח מחשמל למכני. לכן, עוצמת הקלט של מחולל הדו-סמל היא בצורה חשמלית ואילו הפלט הוא בצורה מכנית. באופן דומה, כוח הקלט של המנוע הוא בצורת חשמל ואילו הפלט הוא בצורה מכנית. אך בפועל, המרת הספק של מכונת DC אינה יכולה להיעשות לחלוטין עקב אובדן החשמל כך שניתן יהיה להפחית את יעילות המכונה. ניתן להגדיר את זה כיחס בין כוח o / p לבין כוח i / p. כך שניתן לבדוק את יעילות מכונת ה- DC בעזרת בדיקת הופקינסון.

מהו בדיקת הופקינסון?

הַגדָרָה: בדיקת עומס מלא המשמשת לבדיקת היעילות של a מכונת DC ידוע כמבחן הופקינסון. שם חלופי של בדיקה זו הוא גב אל גב, הפעלת חום ומבחן התחדשות. בבדיקה זו משתמשים בשתי מכונות המחוברות זו לזו באופן חשמלי ומכני. ממכונות אלה, אחד פועל כמנוע ואילו אחר עובד כמחולל. ה גֵנֵרָטוֹר מספק את הכוח המכני ל מנוע חשמלי ואילו המנוע משמש להנעת הגנרטור.

בדיקת הופקינסון

לכן, ה- o / p של מכונה אחת משמש כקלט למכונה אחרת. בכל פעם שמכונות אלה פועלות במצב של עומס מלא, אספקת הקלט יכולה להיות שווה לכל ההפסדים של המכונות. אם אין הפסד בתוך מכונה כלשהי, אין צורך בחיצוניות ספק כוח . עם זאת, אם מתח ה- o / p של הגנרטור יורד אז אנו זקוקים למקור מתח נוסף שיספק מתח i / p תקין למנוע. לָכֵן, הכח אשר נמשך מהאספקה החיצונית יכול לשמש לכיבוש הפסדי הפנים של המכונות.

תרשים מעגלים של מבחן הופקינסון

תרשים המעגל של מבחן הופקינסון מוצג להלן. ניתן לבנות את המעגל עם מנוע כמו גם גנרטור יחד עם מתג. בכל פעם שהמנוע מופעל אז הוחלף הִתנַגְדוּת של מנוע זה ניתן לכוונן כך שהוא יפעל במהירות המדורג שלו.

תרשים מעגל של מבחן הופקינסון

כעת, ניתן להפוך את המתח של הגנרטור זהה לאספקת המתח באמצעות ויסות התנגדות שדה המחלף אשר קשורה לרוחב הגנרטור. ניתן לציין את השוויון הזה של שני המתחים וההספקה שלו בגנרטור בעזרת מד המתח מכיוון שהוא מספק קריאה אפסית על פני מתג ה- S. המכונה עובדת במהירות מדורגת כמו גם בעומס הרצוי באמצעות שינוי זרמי השדה של המנוע כמו גם הגנרטור.

חישוב יעילות המכונה על ידי מבחן הופקינסון

תן לאספקת המתח של המכונה 'V' ואז קלט המנוע יכול להיות נגזר על ידי המשוואה הבאה.

קלט המנוע = V (I1 + I2)

I1 = הנוכחי של הגנרטור

“נגד כלפי מעלה או כלפי מטה ”

I2 = זרם מקור חיצוני

O / p של הגנרטור הוא VI1 ……. (1)

אם המכונות עובדות באותה יעילות שהיא 'η'

O / p של המנוע הוא η x i / p = η V (I1 + I2)

הקלט של הגנרטור הוא פלט המנוע ואז, η V (I1 + I2)

O / p של הגנרטור הוא קלט המנוע ואז, η [η x V (I1 + I2)] = η2 V (I1 + I2) ... (2)

משתי המשוואות שלעיל נוכל להשיג

VI1 = η2 V (I1 + I2) לאחר מכן I1 = η2 (I1 + I2) = η√I1 / (I1 + I2)

ה עוֹגֶן אובדן נחושת בתוך המנוע יכול להיות נגזר על ידי (I1 + I2-I4) 2Ra

איפה,

'Ra' = התנגדות האבזור של המכונה

'I4' = זרם השדה המחודד של מוטור

אובדן נחושת בשדה Shunt בתוך המנוע הוא 'VI4'

אובדן נחושת האבזור בתוך הגנרטור יכול להיגזר על ידי (I1 + I3) 2Ra

I3 = זרם שדה Shunt

אובדן נחושת בשדה Shunt בתוך המנוע הוא 'VI3'

אספקת החשמל הנובעת מהאספקה החיצונית היא 'VI2'

אז הפסדי התועה בתוך המכונות יהיו

W = VI2- (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + (I1 + I3) 2 Ra + VI3

הפסדי התועה עבור המכונות דומים ולכן W / 2 = אובדן תועה / מכונה

היעילות של המנוע

ההפסדים במנוע יכולים להיגזר על ידי המשוואה הבאה

WM = (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + W / 2

קלט המנוע = V (I1 + I2)

ואז ניתן לגזור את יעילות המנוע על ידי ηM = פלט / קלט = (הפסדי קלט) / קלט

= (V (I1 + I2) -WM) / V (I1 + I2)

היעילות של הגנרטור

את ההפסדים בגנרטור ניתן לגזור על ידי המשוואה הבאה

WG = (I1 + I3) 2Ra + VI3 + W / 2

O / p של הגנרטור = VI1

אז ניתן לגזור את יעילות הגנרטור על ידי ηG = פלט / קלט = פלט / (פלט + הפסדים)

= VI1 / (VI1 + WG)

יתרונות

היתרונות של בדיקת הופקינסון הם

בדיקת הופקינסון משתמשת בפחות כוח
זה חסכוני
ניתן לבצע בדיקה זו בתנאי עומס מלא, כך שניתן לבחון עליית טמפרטורה והסעה.
שינוי אובדן ברזל בגלל עיוות השטף נלקח בחשבון בגלל מצב העומס המלא.
ניתן לקבוע יעילות בעומסים שונים.

החיסרון של מבחן הופקינסון

החסרונות של בדיקת הופקינסון הם

מסובך לגלות שתי מכונות שוות הנדרשות למבחן זה.
לא ניתן לטעון באופן שווה את שתי המכונות המשמשות במבחן זה.
אי אפשר לרכוש הפסדי ברזל נפרדים המשמשים למכונות עקב ריגושים שלהם.
זה מסובך לשלוט במכונות במהירות הנדרשת עקב שינוי זרמי השדה בהרחבה.

שאלות נפוצות

1). מדוע נערכים בדיקת שדה גם אם קיים מבחן הופקינסון?

בדיקה זו בשני מנועי סדרה שווים אינה אפשרית בשל חוסר היציבות של הפעולה כמו גם מהמהירות לברוח

2). מה המטרה של מבחן פיגור?

נעשה שימוש בבדיקת פיגור כדי לגלות את היעילות של מכונת DC במהירות יציבה. בטכניקה זו אנו מגלים את ההפסדים של מכני וברזל דמוי מכונה.

3). מדוע יעילות הגנרטור היא יותר ממנוע?

מכיוון שהפיתולים עבים יותר, עמידות נמוכה ואובדן נחושת נמוך

4). מהם סוגי ההפסדים השונים?

הם ברזל, רוח, וחיכוך

5). מהי בדיקת הקוטביות?

מבחן הקוטביות משמש להכרת כיוון הזרם במעגל חשמלי

“לעשות מטען סוללה 12 וולט ”

לפיכך, מדובר בסך הכל בסקירה של מבחן הופקינסון. זוהי טכניקה אחת לבדיקת יעילות של מכונת DC על ידי חיבור זה לזה. זה ידוע גם כמלא מבחן עומס . הנה שאלה עבורך, מה היישומים של מבחן הופקינסון?