El método simple e indirecto de probar máquinas de CC con flujo constante es la prueba de Swinburne de derivación de CC y bobina compuesta. Máquinas DC . Lleva el nombre de la prueba de Swinburne en honor a Sir James Swinburne. Esta prueba ayuda a predeterminar la eficiencia en cualquier carga con flujo constante. La ventaja más importante de la prueba de Swinburne es que el motor se puede utilizar como generador y las pérdidas sin carga se pueden medir por separado. Esta prueba es muy simple y económica porque opera en entrada de energía sin carga. Este artículo describe la prueba de Swinburne de las máquinas de CC.
¿Qué es la prueba de Swinburne?
Definición: La prueba indirecta utilizada en la medición de pérdidas sin carga por separado y la determinación previa de la eficiencia a cualquier carga por adelantado con flujo constante en las máquinas de CC de derivación y compuesta se denomina prueba de Swinburne. En su mayoría, esta prueba se aplica a máquinas de CC en derivación grandes para determinar la eficiencia, las pérdidas de carga y el aumento de temperatura. También se puede denominar prueba de pérdida sin carga o prueba de pérdida de carga.
Diagrama de circuito / teoría de prueba de Swinburne
El diagrama de circuito de la prueba de Swinburne se muestra a continuación. Tenga en cuenta que la máquina de CC / DC motor funciona a voltaje nominal con potencia de entrada sin carga. Sin embargo, la velocidad del motor se puede regular mediante el regulador de derivación como se muestra en la figura. La corriente sin carga y la corriente de campo en derivación se pueden medir en los inducidos A1 y A2. Para encontrar las pérdidas de cobre de la armadura, se puede utilizar la resistencia de la armadura.
Prueba de Swinburnes
Prueba de Swinburne de la máquina de CC
Usando la prueba de Swinburne, las pérdidas ocurridas en las máquinas de CC se pueden calcular con energía sin carga. Dado que las máquinas de CC no son más que motores o generadores. Esta prueba es aplicable solo para las grandes máquinas de CC en derivación que tienen un flujo constante. Es muy fácil encontrar la eficiencia de la máquina de antemano. Esta prueba es económica porque requiere una pequeña potencia de entrada sin carga.
Prueba Swinburne en motor de derivación de CC
La prueba de Swinburne en el motor de derivación de CC es aplicable para encontrar las pérdidas en la máquina con energía sin carga. Las pérdidas en los motores son pérdidas de cobre del inducido, pérdidas de hierro en el núcleo, pérdidas por fricción y pérdidas de bobinado. Estas pérdidas se calculan por separado y la eficiencia puede predeterminarse. Como la salida del motor de derivación es cero con entrada de potencia sin carga y esta entrada sin carga se utiliza para suplir las pérdidas. Dado que el cambio en las pérdidas de hierro no se puede determinar de sin carga a plena carga y el cambio en el aumento de temperatura no se puede medir a plena carga.
Cálculos
Los cálculos de prueba de Swinburne incluyen el cálculo de la eficiencia a flujo constante y pérdidas de las máquinas de CC. En el diagrama de circuito anterior, podemos observar que la máquina de CC / Motor de derivación de CC funciona a voltaje nominal sin carga. Y la velocidad del motor se puede controlar mediante el regulador de derivación variable.
Sin carga
Considere, la corriente sin carga es 'Io' en la armadura A1
La corriente del campo de derivación medida en la armadura A2 es 'Ish'
La corriente de los inducidos sin carga es la diferencia entre la corriente sin carga y la corriente del campo de derivación en A2, dada como = (Io - Ish
La potencia de entrada sin carga en vatios = VIo
La ecuación para las pérdidas de cobre del inducido en la entrada de energía sin carga es, = (Io - Ish) ^ 2 Ra
Aquí Ra es la resistencia de la armadura.
Las pérdidas constantes sin carga son la resta de las pérdidas de cobre del inducido de la potencia de entrada sin carga.
Pérdidas constantes C = V Io - (Io - Ish) ^ 2 Ra
En carga
Se puede calcular la eficiencia de la máquina de CC / motor de derivación de CC a cualquier carga.
Considere la corriente de carga I para determinar la eficiencia de la máquina en cualquier carga.
Cuando la máquina de CC actúa como motor, la corriente del inducido Ia = (Io - Ish)
Cuando la máquina de CC actúa como generador, la corriente de inducido Ia = (Io + Ish)
Potencia de entrada = VI
Para motor de CC con carga:
Las pérdidas de cobre de la armadura son Pcu = I ^ 2 Ra
Pcu = (I - Ish) ^ 2 Ra
Pérdidas constantes C = VIo - (Io - Ish) ^ 2 Ra
Pérdidas totales del motor de CC = pérdidas de cobre del inducido + pérdidas constantes
Pérdidas totales = Pcu + C
Por lo tanto, la eficiencia del motor de CC a cualquier carga es, Nm = salida / entrada
Nm = (entrada - pérdidas) / entrada
Nm = (VI - (Pcu + C)) / VI
Para generador de CC en carga
Potencia de entrada sin carga = VI
Pérdidas de cobre del inducido = Pcu = I ^ 2 Ra
Pcu = (I + Ish) ^ 2 Ra
Constante losses C = vio - (I - Ish) ^ 2 Ra
Pérdidas totales = pérdidas de cobre del inducido Pcu + Pérdidas constantes C
Por lo tanto, la eficiencia de la máquina de CC cuando actúa como generador a cualquier carga es
Ng = salida / entrada
Ng = (entrada - pérdidas) / entrada
Ng = (VI - (Pcu + C) / VI
Estas son las ecuaciones para las pérdidas sin carga y la eficiencia de las máquinas de CC a cualquier carga.
Diferencia entre la prueba de Swinburne y la prueba de Hopkinson
La diferencia entre estos dos se analiza a continuación.
| Prueba de Swinburne | Prueba de Hopkinson |
| Es un método indirecto para probar máquinas de CC. | Es una prueba regenerativa o una prueba consecutiva o una prueba de funcionamiento térmico de máquinas de CC |
| Se utiliza para encontrar eficiencia y pérdidas sin carga. | También se utiliza para encontrar eficiencia y pérdidas sin carga. |
| Es aplicable para máquinas de derivación grandes con una potencia de entrada sin carga | Es aplicable para máquinas de derivación grandes con una potencia de entrada sin carga |
| Solo se utiliza una máquina de derivación. Durante esta prueba, la máquina de CC funciona como motor o generador solo una vez. | Se utilizan dos máquinas de derivación, una actúa como motor y la otra actúa como generador |
| Es muy sencillo y económico. | Es muy económico y difícil de realizar porque se utilizan dos máquinas de derivación. |
| Es muy difícil encontrar condiciones de conmutación y aumento de temperatura a plena carga. | Es muy fácil encontrar el aumento de temperatura y las conmutaciones en cualquier carga con voltaje nominal. |
| La eficiencia se puede predeterminar con cualquier carga | También se utiliza para encontrar eficiencia y pérdidas sin carga. |
Aplicaciones de prueba de Swinburne
Las aplicaciones de esta prueba incluyen las siguientes.
- Esta prueba se utiliza para encontrar la eficiencia y las pérdidas sin carga de las máquinas de CC a flujo constante.
- En máquinas de CC cuando funciona como motores
- En máquinas de CC cuando funciona como generadores
- En grandes motores de CC en derivación.
Ventajas y desventajas de la prueba de Swinburne
Las ventajas de esta prueba incluyen las siguientes.
- Esta prueba es muy simple, económica y de uso más común.
- Requiere entrada de energía sin carga o menos entrada de energía en comparación con la prueba de Hopkinson.
- La eficiencia se puede determinar de antemano debido a las pérdidas constantes conocidas.
Las desventajas de esta prueba incluyen las siguientes.
- El cambio en las pérdidas de hierro de sin carga a carga completa no se puede determinar debido a la reacción del inducido.
- No es aplicable para motores de la serie DC
- Las condiciones de conmutación y el aumento de temperatura no se pueden verificar a plena carga con la tensión nominal.
- Es aplicable para las máquinas de CC que tienen un flujo constante.
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