モーターや発電機などのDCマシンは、さまざまな電気アプリケーションで使用されます。発電機の主な機能は、電力を機械式から電気式に変換することですが、 モーター 電力を電気から機械に変換するために使用されます。したがって、DC発電機の入力電力は電気的形式であるのに対し、出力は機械的形式です。同様に、モーターの入力電力は電気的形式ですが、出力は機械的形式です。しかし、実際には、DCマシンの電力変換は、電力損失のために完全に実行することはできず、マシンの効率が低下する可能性があります。これは、o / pパワーとi / pパワーの比率として定義できます。したがって、DCマシンの効率は、ホプキンソンのテストを利用してテストできます。
ホプキンソンのテストとは何ですか?
定義: の効率をテストするために使用される全負荷テスト DC機 ホプキンソンのテストとして知られています。このテストの別名は、背中合わせ、ヒートラン、および回生テストです。このテストでは、電気的および機械的に相互に接続された2台のマシンを使用します。これらの機械から、1つはモーターとして機能し、もう1つは発電機として機能します。ザ・ 発生器 に機械的な力を提供します 電気モーター 一方、モーターは発電機を駆動するために使用されます。
ホプキンソンのテスト
したがって、あるマシンのo / pは、別のマシンへの入力として使用されます。これらのマシンが全負荷の状態で動作するときはいつでも、入力電源はマシンの全損失に相当する可能性があります。どのマシンにも損失がない場合は、外部の必要はありません 電源 。ただし、発電機のo / p電圧が低下した場合は、モーターに適切なi / p電圧を供給するために追加の電圧源が必要です。したがって、 パワー 外部供給から引き出されたものは、機械の内部損失を克服するために使用できます。
ホプキンソンのテストの回路図
ホプキンソンのテストの回路図を以下に示します。回路は、スイッチと一緒にモーターと発電機で構築することができます。モーターが始動するたびに、シャントが提出されます 抵抗 このモーターの定格速度で動作するように調整することができます。
ホプキンソンのテスト回路図
これで、発電機の両端にあるシャントフィールド抵抗を調整することで、発電機の電圧を電圧源と同じにすることができます。発電機の2つの電圧とその供給のこの同等性は、「S」スイッチの両端にゼロの読み取り値を提供するため、電圧計を使用して指定できます。機械は、モーターの界磁電流と発電機を変更することにより、定格速度と目的の負荷で動作します。
ホプキンソンのテストによる機械の効率の計算
機械の電圧供給を「V」とすると、モーターの入力は次の式で求めることができます。
モーターの入力= V(I1 + I2)
I1 =発電機の電流
“二極単投スイッチ図 ”
I2 =外部ソース電流
発電機のo / pはVI1……。(1)
マシンが「η」と同じ効率で動作する場合
モーターのo / pは ηxi/ p =ηV(I1 + I2)
発電機の入力はモーターの出力であり、 ηV(I1 + I2)
発電機のo / pはモーターの入力であり、 η[ηxV(I1 + I2)] =η2V(I1 + I2)…。(2)
上記の2つの方程式から、次のようになります。
VI1 =η2V(I1 + I2) その後 I1 =η2(I1 + I2)=η√I1/(I1 + I2)
ザ・ アーマチュア モーター内の銅損は、(I1 + I2-I4)2Raによって導き出すことができます。
どこ、
‘ra’ =機械の電機子抵抗
「i4」=モーターのシャントフィールド電流
モーター内のシャントフィールドの銅損は「VI4」です
発電機内の電機子銅損は、(I1 + I3)2Raによって導き出すことができます。
I3 =シャントフィールド電流
モーター内のシャントフィールドの銅損は「VI3」です
外部電源から引き出される電源は「VI2」です
したがって、マシン内の漂遊損失は
W = VI2-(I1 + I2-I4)2Ra + VI4 +(I1 + I3)2 Ra + VI3
機械の漂遊損失は類似しているため、W / 2 =漂遊損失/機械
モーターの効率
モーターの損失は次の式で導き出すことができます
WM =(I1 + I2-I4)2Ra + VI4 + W / 2
モーターの入力= V(I1 + I2)
次に、モーター効率はηM=出力/入力=(入力損失)/入力によって導出できます。
=(V(I1 + I2)-WM)/ V(I1 + I2)
発電機の効率
発電機の損失は次の式で導き出すことができます
WG =(I1 + I3)2Ra + VI3 + W / 2
発電機のO / p = VI1
次に、発電機の効率は、ηG=出力/入力=出力/(出力+損失)によって導出できます。
= VI1 /(VI1 + WG)
利点
ホプキンソンのテストの利点は次のとおりです。
- ホプキンソンのテストは非常に少ない電力を使用します
- 経済的です
- この試験は全負荷状態で行うことができるため、温度の上昇と転流を調べることができます。
- 全負荷状態のため、磁束歪みによる鉄損の変化が考慮されます。
- 効率は、異なる負荷で決定できます。
ホプキンソンのテストのデメリット
ホプキンソンのテストの欠点は
- このテストに必要な2台の等しいマシンを見つけるのは複雑です。
- このテストで使用される2台のマシンは、常に均等にロードすることはできません。
- 機械の励起により、機械に使用される個別の鉄損を取得することは不可能です。
- 界磁電流が大きく変化するため、必要な速度で機械を制御するのは難しいです。
よくある質問
1)。ホプキンソンテストが存在するのに、なぜフィールドテストが行われるのですか?
2つの等しい直列モーターでのこのテストは、動作の不安定性と暴走速度のために不可能です。
2)。遅滞試験の目的は何ですか?
リターデーションテストは、安定した速度のDCマシンの効率を発見するために使用されます。このテクニックでは、機械のような機械と鉄の損失を発見します。
3)。なぜ発電機の効率はモーター以上のものなのですか?
巻線が厚いため、抵抗が低く、銅損が少ない
4)。さまざまな種類の損失は何ですか?
それらは鉄、風損、摩擦です
5)。極性テストとは何ですか?
極性テストは、電気回路の電流の方向を知るために使用されます
したがって、これはすべてホプキンソンのテストの概要に関するものです。これは、DCマシンを相互に接続して効率テストを行うための一種の手法です。フルとしても知られています 負荷テスト 。ここにあなたへの質問があります、ホプキンソンのテストのアプリケーションは何ですか?