Les machines DC comme le moteur et le générateur sont utilisées dans différentes applications électriques. La fonction principale du générateur est de convertir la puissance mécanique en électrique alors que le moteur est utilisé pour convertir la puissance électrique en puissance mécanique. Par conséquent, la puissance d'entrée du générateur à courant continu est sous forme électrique alors que la sortie est sous forme mécanique. De même, la puissance d'entrée du moteur est sous forme électrique alors que la sortie est sous forme mécanique. Mais en pratique, la conversion de puissance d'une machine à courant continu ne peut pas être effectuée complètement en raison de la perte de puissance, de sorte que le rendement de la machine peut être réduit. Il peut être défini comme le rapport entre la puissance o / p et la puissance i / p. Ainsi, l’efficacité de la machine DC peut être testée à l’aide d’un test de Hopkinson.
Qu'est-ce que le test de Hopkinson?
Définition: Un test de pleine charge qui est utilisé pour tester l'efficacité d'un Machine à courant continu est connu sous le nom de test de Hopkinson. Un autre nom de ce test est dos à dos, course thermique et test régénératif. Ce test utilise deux machines connectées électriquement et mécaniquement l'une à l'autre. A partir de ces machines, l'une agit comme un moteur tandis qu'une autre fonctionne comme un générateur. Le Générateur fournit la puissance mécanique au moteur électrique tandis que le moteur est utilisé pour entraîner le générateur.
test de Hopkinson
Par conséquent, le o / p d'une machine est utilisé comme entrée d'une autre machine. Chaque fois que ces machines fonctionnent à pleine charge, l'alimentation d'entrée peut être équivalente à l'ensemble des pertes des machines. S'il n'y a pas de perte dans une machine, il n'y a pas besoin de source de courant . Cependant, si la tension o / p du générateur chute, nous avons besoin d'une source de tension supplémentaire pour fournir une tension i / p appropriée au moteur. Par conséquent, la puissance qui est tiré de l'alimentation extérieure peut être utilisé pour vaincre les pertes internes des machines.
Schéma du circuit du test de Hopkinson
Le schéma de circuit du test de Hopkinson est présenté ci-dessous. Le circuit peut être construit avec un moteur ainsi qu'un générateur avec un interrupteur. Chaque fois que le moteur est démarré, le shunt a déposé la résistance de ce moteur peut être réglé pour qu'il fonctionne à sa vitesse nominale.
schéma du circuit de test de Hopkinson
Maintenant, la tension du générateur peut être rendue identique à la tension d'alimentation en régulant la résistance de champ shunt qui est alliée à travers le générateur. Cette égalité des deux tensions du générateur et de son alimentation peut être spécifiée à l’aide du voltmètre car il fournit une lecture nulle à travers le commutateur «S». La machine fonctionne à la vitesse nominale ainsi qu'à la charge souhaitée en modifiant les courants de champ du moteur ainsi que le générateur.
Calcul de l’efficacité de la machine par le test de Hopkinson
Soit la tension d’alimentation de la machine est «V», alors l’entrée du moteur peut être dérivée par l’équation suivante.
L'entrée du moteur = V (I1 + I2)
I1 = courant du générateur
I2 = courant de source externe
Le o / p du générateur est VI1 ……. (1)
Si les machines fonctionnent avec la même efficacité que «η»
Le o / p du moteur est η x i / p = η V (I1 + I2)
L'entrée du générateur est la sortie du moteur alors, η V (I1 + I2)
Le o / p du générateur est alors l'entrée du moteur, η [η x V (I1 + I2)] = η2 V (I1 + I2)…. (2)
À partir des deux équations ci-dessus, nous pouvons obtenir
VI1 = η2 V (I1 + I2) alors I1 = η2 (I1 + I2) = η√I1 / (I1 + I2)
Le armature la perte de cuivre dans le moteur peut être dérivée par (I1 + I2-I4) 2Ra
Où,
«Ra» = résistance d’armature de la machine
«I4» = courant de champ shunt du moteur
La perte de cuivre du champ shunt dans le moteur est «VI4»
La perte de cuivre d'induit dans le générateur peut être dérivée par (I1 + I3) 2Ra
I3 = courant de champ shunt
La perte de cuivre du champ shunt dans le moteur est «VI3»
L'alimentation électrique tirée de l'alimentation extérieure est «VI2»
Ainsi, les pertes parasites dans les machines seront
W = VI2- (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + (I1 + I3) 2 Ra + VI3
Les pertes parasites pour les machines sont similaires donc W / 2 = perte parasite / machine
L'efficacité du moteur
Les pertes dans le moteur peuvent être dérivées par l'équation suivante
WM = (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + W / 2
L'entrée du moteur = V (I1 + I2)
Ensuite, le rendement du moteur peut être dérivé par ηM = sortie / entrée = (entrées-pertes) / entrée
= (V (I1 + I2) -WM) / V (I1 + I2)
L'efficacité du générateur
Les pertes dans le générateur peuvent être dérivées par l'équation suivante
WG = (I1 + I3) 2Ra + VI3 + W / 2
O / p du générateur = VI1
Ensuite, le rendement du générateur peut être dérivé par ηG = sortie / entrée = sortie / (sortie + pertes)
= VI1 / (VI1 + WG)
Avantages
Les avantages du test de Hopkinson sont
- Le test de Hopkinson consomme très moins d’énergie
- C'est économique
- Ce test peut être effectué dans des conditions de pleine charge afin qu'une augmentation de la température et une commutation puissent être examinées.
- La variation de la perte de fer due à la distorsion du flux est prise en compte en raison de la condition de pleine charge.
- L'efficacité peut être déterminée à des charges différentes.
L’inconvénient du test de Hopkinson
Les inconvénients du test de Hopkinson sont
- Il est compliqué de découvrir deux machines égales requises pour ce test.
- Les deux machines utilisées dans ce test ne peuvent pas être chargées uniformément en permanence.
- Il est impossible d'acquérir des pertes de fer distinctes utilisées pour les machines en raison de leurs excitations.
- Il est difficile de contrôler les machines à la vitesse requise en raison du changement important des courants de champ.
FAQ
1). Pourquoi un test sur le terrain est-il effectué même si le test de Hopkinson est présent?
Ce test sur deux moteurs en série égale n'est pas possible en raison de l'instabilité de fonctionnement ainsi que de la vitesse de run-away
2). Quel est le but du test de retard?
Le test de retard est utilisé pour découvrir l'efficacité d'une machine à courant continu à vitesse stable. Dans cette technique, nous découvrons les pertes de la mécanique et du fer de type machine.
3). Pourquoi l'efficacité du générateur est plus qu'un moteur?
Parce que les enroulements sont plus épais, faible résistance et faibles pertes de cuivre
4). Quels sont les différents types de pertes?
Ce sont le fer, le vent et la friction
5). Quel est le test de polarité?
Le test de polarité est utilisé pour connaître le sens du courant dans un circuit électrique
Il s’agit donc d’une vue d’ensemble du test de Hopkinson. C'est un type de technique pour tester l'efficacité d'une machine à courant continu en se connectant les uns aux autres. Il est également connu comme un plein test de chargement . Voici une question pour vous, quelles sont les applications du test de Hopkinson?
