تستخدم آلات التيار المستمر مثل المحرك والمولد في تطبيقات كهربائية مختلفة. تتمثل الوظيفة الرئيسية للمولد في تحويل الطاقة من الميكانيكية إلى الكهربائية المحرك يستخدم لتحويل الطاقة من الكهربائية إلى الميكانيكية. لذلك ، تكون طاقة الإدخال لمولد التيار المستمر في شكل كهربائي بينما يكون الإخراج في شكل ميكانيكي. وبالمثل ، فإن طاقة إدخال المحرك تكون في شكل كهربائي بينما يكون الإخراج في شكل ميكانيكي. ولكن من الناحية العملية ، لا يمكن إجراء تحويل الطاقة لآلة التيار المستمر بالكامل بسبب فقدان الطاقة بحيث يمكن تقليل كفاءة الماكينة. يمكن تعريفه على أنه نسبة طاقة o / p و i / p power. لذلك يمكن اختبار كفاءة آلة التيار المستمر بمساعدة اختبار هوبكنسون.
ما هو اختبار هوبكنسون؟
تعريف: اختبار الحمل الكامل الذي يستخدم لاختبار كفاءة أ آلة DC يُعرف باسم اختبار هوبكنسون. اسم بديل لهذا الاختبار هو العودة إلى الوراء ، والتشغيل الحراري ، والاختبار التجديدي. يستخدم هذا الاختبار جهازين موصولين كهربائيًا وميكانيكيًا مع بعضهما البعض. من هذه الآلات ، يعمل المرء كمحرك بينما يعمل الآخر كمولد. ال مولد كهرباء يوفر القوة الميكانيكية ل محرك كهربائي بينما يستخدم المحرك لقيادة المولد.
اختبار هوبكنسون
لذلك ، يتم استخدام o / p لجهاز واحد كمدخل إلى جهاز آخر. عندما تعمل هذه الآلات في حالة التحميل الكامل ، يمكن أن يكون إمداد المدخلات معادلاً للخسائر الكاملة للآلات. إذا لم يكن هناك خسارة داخل أي جهاز ، فلا داعي للخارج مزود الطاقة . ومع ذلك ، إذا انخفض جهد المولد ، فإننا نحتاج إلى مصدر جهد إضافي لتوفير جهد i / p مناسب للمحرك. وبالتالي، القوة التي يتم سحبها من العرض الخارجي يمكن استخدامها للتغلب على الخسائر الداخلية للآلات.
رسم تخطيطي لاختبار هوبكنسون
يظهر الرسم البياني لاختبار هوبكنسون أدناه. يمكن بناء الدائرة بمحرك بالإضافة إلى مولد مع مفتاح. عندما يتم تشغيل المحرك ، يتم حفظ التحويلة مقاومة من هذا المحرك يمكن تعديله بحيث يعمل بالسرعة المقدرة.
مخطط دائرة اختبار هوبكنسون
الآن ، يمكن جعل جهد المولد مطابقًا لإمداد الجهد من خلال تنظيم مقاومة مجال التحويل المتحالفة عبر المولد. يمكن تحديد هذه المساواة بين الفولتية للمولد وإمداداته بمساعدة الفولتميتر لأنه يوفر قراءة صفرية عبر المفتاح 'S'. تعمل الآلة بالسرعة المقدرة بالإضافة إلى الحمل المطلوب من خلال تغيير تيارات مجال المحرك وكذلك المولد.
حساب كفاءة الآلة باختبار هوبكنسون
دع إمداد الجهد للجهاز هو 'V' ، ثم يمكن اشتقاق مدخلات المحرك بالمعادلة التالية.
مدخلات المحرك = الخامس (I1 + I2)
I1 = تيار المولد
I2 = تيار المصدر الخارجي
o / p للمولد هو VI1 ……. (1)
إذا كانت الآلات تعمل بنفس الكفاءة التي هي 'η'
o / p المحرك هو η x i / p = V (I1 + I2)
دخل المولد هو خرج المحرك ، η V (I1 + I2)
o / p للمولد هو مدخلات المحرك ثم ، η [η x V (I1 + I2)] = η2 V (I1 + I2) .... (2)
من المعادلتين أعلاه ، يمكننا الحصول على
VI1 = η2 V (I1 + I2) ثم I1 = η2 (I1 + I2) = I1 / (I1 + I2)
ال المحرك يمكن اشتقاق خسارة النحاس داخل المحرك بواسطة (I1 + I2-I4) 2Ra
أين،
'رع' = مقاومة المحرك للآلة
'I4' = تيار مجال تحويل المحرك
فقدان النحاس في مجال التحويل داخل المحرك هو 'VI4'
يمكن اشتقاق فقد النحاس داخل المولد بواسطة (I1 + I3) 2Ra
I3 = تحويل الحقل الحالي
فقدان النحاس في مجال التحويل داخل المحرك هو 'VI3'
مصدر الطاقة المستمد من مصدر خارجي هو 'VI2'
لذلك ، ستكون الخسائر الضالة داخل الآلات
W = VI2- (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + (I1 + I3) 2 Ra + VI3
الخسائر الطائشة للآلات متشابهة لذا W / 2 = خسارة / آلة طائشة
كفاءة المحرك
يمكن اشتقاق الخسائر في المحرك بالمعادلة التالية
WM = (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + W / 2
مدخلات المحرك = الخامس (I1 + I2)
ثم يمكن اشتقاق كفاءة المحرك بواسطة ηM = الإخراج / المدخلات = (خسائر المدخلات) / المدخلات
= (V (I1 + I2) -WM) / V (I1 + I2)
كفاءة المولد
يمكن اشتقاق الخسائر في المولد بالمعادلة التالية
WG = (I1 + I3) 2Ra + VI3 + W / 2
O / p للمولد = VI1
ثم يمكن اشتقاق كفاءة المولد بواسطة ηG = الإخراج / الإدخال = الإخراج / (الإخراج + الخسائر)
= VI1 / (VI1 + WG)
مزايا
مزايا اختبار هوبكنسون
- يستخدم اختبار هوبكنسون طاقة أقل
- إنه اقتصادي
- يمكن إجراء هذا الاختبار في ظل ظروف التحميل الكامل بحيث يمكن فحص ارتفاع درجة الحرارة والتبديل.
- يؤخذ تغيير فقد الحديد بسبب تشوه التدفق في الاعتبار بسبب حالة الحمولة الكاملة.
- يمكن تحديد الكفاءة بأحمال متباينة.
مساوئ اختبار هوبكنسون
مساوئ اختبار هوبكنسون
- من الصعب اكتشاف جهازين متساويين مطلوبين لهذا الاختبار.
- لا يمكن تحميل الآلتين المستخدمتين في هذا الاختبار بشكل متساوٍ.
- من المستحيل الحصول على خسائر حديدية منفصلة تُستخدم للآلات بسبب إثارةها.
- من الصعب التحكم في الآلات بالسرعة المطلوبة بسبب التغيير في التيارات الميدانية على نطاق واسع.
أسئلة وأجوبة
1). لماذا يتم إجراء الاختبار الميداني حتى لو كان اختبار هوبكنسون موجودًا؟
لا يمكن إجراء هذا الاختبار على محركين من سلسلة متساوية بسبب عدم استقرار التشغيل بالإضافة إلى سرعة الهروب
2). ما هو الغرض من اختبار التخلف؟
يستخدم اختبار التخلف لاكتشاف كفاءة آلة التيار المستمر ذات السرعة الثابتة. في هذه التقنية ، نكتشف خسائر الحديد والميكانيكية الشبيهة بالماكينة.
3). لماذا كفاءة المولد أكثر من المحرك؟
لأن اللفات أكثر سمكًا ومقاومة منخفضة وخسائر نحاسية منخفضة
4). ما هي أنواع الخسائر المختلفة؟
هم الحديد والرياح والاحتكاك
5). ما هو اختبار القطبية؟
يستخدم اختبار القطبية لمعرفة اتجاه التيار في دائرة كهربائية
وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بإلقاء نظرة عامة على اختبار هوبكنسون. إنها نوع من التقنيات لاختبار الكفاءة لآلة DC من خلال الاتصال ببعضها البعض. ومن المعروف أيضا باسم كامل اختبار الحمل . إليك سؤال لك ، ما هي تطبيقات اختبار هوبكنسون؟
