เครื่อง DC เช่นมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกใช้ในงานไฟฟ้าที่แตกต่างกัน หน้าที่หลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือการแปลงพลังงานจากเครื่องจักรกลเป็นไฟฟ้าในขณะที่ มอเตอร์ ใช้ในการแปลงพลังงานจากไฟฟ้าเป็นเครื่องกล ดังนั้นกำลังอินพุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจึงอยู่ในรูปแบบไฟฟ้าในขณะที่เอาต์พุตอยู่ในรูปแบบเชิงกล ในทำนองเดียวกันกำลังไฟฟ้าเข้าของมอเตอร์อยู่ในรูปแบบไฟฟ้าในขณะที่เอาต์พุตอยู่ในรูปแบบเชิงกล แต่ในทางปฏิบัติแล้วการแปลงกำลังของเครื่อง DC ไม่สามารถทำได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากการสูญเสียพลังงานจึงทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องลดลงได้ สามารถกำหนดเป็นอัตราส่วนของกำลัง o / p และกำลังไฟฟ้า i / p ดังนั้นจึงสามารถทดสอบประสิทธิภาพของเครื่อง DC ได้โดยใช้การทดสอบของ Hopkinson
Hopkinson’s Test คืออะไร?
คำจำกัดความ: การทดสอบโหลดเต็มซึ่งใช้เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของไฟล์ เครื่อง DC เรียกว่าการทดสอบของ Hopkinson ชื่ออื่นของการทดสอบนี้คือ back to back, heat run และ regenerative test การทดสอบนี้ใช้เครื่องจักรสองเครื่องซึ่งเชื่อมต่อด้วยระบบไฟฟ้าและกลไกซึ่งกันและกัน จากเครื่องจักรเหล่านี้เครื่องหนึ่งทำหน้าที่เป็นมอเตอร์ในขณะที่อีกเครื่องทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ให้พลังเชิงกลแก่ มอเตอร์ไฟฟ้า ในขณะที่มอเตอร์ใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
การทดสอบของฮอปกินสัน
ดังนั้นจึงใช้ o / p ของเครื่องหนึ่งเป็นอินพุตไปยังเครื่องอื่น เมื่อใดก็ตามที่เครื่องเหล่านี้ทำงานในสภาวะโหลดเต็มดังนั้นอินพุตจะเทียบเท่ากับความสูญเสียทั้งหมดของเครื่องจักร หากไม่มีการสูญเสียภายในเครื่องใด ๆ ก็ไม่จำเป็นต้องมีภายนอก แหล่งจ่ายไฟ . อย่างไรก็ตามหากแรงดันไฟฟ้า o / p ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลดลงเราจำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติมเพื่อให้แรงดันไฟฟ้า i / p ที่เหมาะสมกับมอเตอร์ ดังนั้น, พลัง ซึ่งดึงมาจากแหล่งจ่ายภายนอกสามารถใช้เพื่อพิชิตความสูญเสียภายในของเครื่องจักร
แผนภาพวงจรของการทดสอบ Hopkinson
แผนภาพวงจรของการทดสอบ Hopkinson แสดงไว้ด้านล่าง วงจรสามารถสร้างขึ้นด้วยมอเตอร์เช่นเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าร่วมกับสวิตช์ เมื่อใดก็ตามที่มอเตอร์สตาร์ทแล้ว shunt ยื่น ความต้านทาน ของมอเตอร์นี้สามารถปรับได้เพื่อให้ทำงานด้วยความเร็วสูงสุด
แผนภาพทดสอบวงจรของฮอปกินสัน
ตอนนี้แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถทำให้เหมือนกันกับแหล่งจ่ายแรงดันโดยการควบคุมความต้านทานสนามปัดซึ่งเป็นพันธมิตรกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความเท่าเทียมกันของแรงดันไฟฟ้าสองตัวของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแหล่งจ่ายนี้สามารถระบุได้ด้วยความช่วยเหลือของโวลต์มิเตอร์เนื่องจากให้การอ่านค่าเป็นศูนย์ในสวิตช์ 'S' เครื่องทำงานด้วยความเร็วที่กำหนดเช่นเดียวกับโหลดที่ต้องการโดยการเปลี่ยนกระแสสนามของมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
การคำนวณประสิทธิภาพของเครื่องจักรโดยการทดสอบของ Hopkinson
ให้แรงดันไฟฟ้าของเครื่องเป็น ‘V’ จากนั้นอินพุตของมอเตอร์สามารถหาได้จากสมการต่อไปนี้
อินพุตของมอเตอร์ = วี (I1 + I2)
I1 = กระแสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
I2 = กระแสแหล่งภายนอก
o / p ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ VI1 ……. (1)
หากเครื่องจักรทำงานด้วยประสิทธิภาพที่เท่ากับ ‘η’
o / p ของมอเตอร์คือ η x i / p = η V (I1 + I2)
อินพุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือเอาต์พุตของมอเตอร์จากนั้น η V (I1 + I2)
o / p ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคืออินพุตของมอเตอร์จากนั้น η [η x V (I1 + I2)] = η2 V (I1 + I2) …. (2)
จากสองสมการข้างต้นเราจะได้
VI1 = η2 V (I1 + I2) แล้ว I1 = η2 (I1 + I2) = η√I1 / (I1 + I2)
กระดอง การสูญเสียทองแดงภายในมอเตอร์สามารถหาได้จาก (I1 + I2-I4) 2Ra
ที่ไหน
‘Ra’ = ความต้านทานกระดองของเครื่องจักร
‘I4’ = กระแสของสนามปัดของมอเตอร์
การสูญเสียทองแดงในสนามปัดภายในมอเตอร์คือ 'VI4'
การสูญเสียทองแดงกระดองภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถหาได้จาก (I1 + I3) 2Ra
I3 = กระแสของฟิลด์ Shunt
การสูญเสียทองแดงในสนามปัดภายในมอเตอร์คือ 'VI3'
แหล่งจ่ายไฟที่ดึงมาจากแหล่งจ่ายภายนอกคือ 'VI2'
ดังนั้นการสูญเสียที่หลงทางภายในเครื่องจักรจะเป็นอย่างไร
W = VI2- (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + (I1 + I3) 2 Ra + VI3
การสูญเสียที่หลงทางสำหรับเครื่องจักรนั้นคล้ายคลึงกันดังนั้น W / 2 = การสูญเสียที่หลงทาง / เครื่องจักร
ประสิทธิภาพของมอเตอร์
การสูญเสียในมอเตอร์สามารถหาได้จากสมการต่อไปนี้
WM = (I1 + I2-I4) 2Ra + VI4 + W / 2
อินพุตของมอเตอร์ = วี (I1 + I2)
จากนั้นประสิทธิภาพของมอเตอร์สามารถหาได้โดยηM = เอาต์พุต / อินพุต = (อินพุต - การสูญเสีย) / อินพุต
= (V (I1 + I2) -WM) / V (I1 + I2)
ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
การสูญเสียในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถหาได้จากสมการต่อไปนี้
ทองคำขาว = (I1 + I3) 2Ra + VI3 + W / 2
O / p ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า = VI1
จากนั้นประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถหาได้จากηG = เอาต์พุต / อินพุต = เอาต์พุต / (เอาต์พุต + การสูญเสีย)
= VI1 / (VI1 + ทองคำขาว)
ข้อดี
ข้อดีของการทดสอบ Hopkinson คือ
- การทดสอบของ Hopkinson ใช้พลังงานน้อยกว่ามาก
- มันประหยัด
- การทดสอบนี้สามารถทำได้ภายใต้สภาวะโหลดเต็มเพื่อให้สามารถตรวจสอบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลงได้
- การเปลี่ยนแปลงการสูญเสียธาตุเหล็กเนื่องจากความผิดเพี้ยนของฟลักซ์จะถูกนำมาพิจารณาเนื่องจากสภาวะโหลดเต็มที่
- ประสิทธิภาพสามารถกำหนดได้ที่โหลดที่แตกต่างกัน
ข้อเสียของการทดสอบ Hopkinson
ข้อเสียของการทดสอบ Hopkinson คือ
- มีความซับซ้อนในการค้นหาเครื่องจักรที่เท่ากันสองเครื่องที่จำเป็นสำหรับการทดสอบนี้
- เครื่องสองเครื่องที่ใช้ในการทดสอบนี้ไม่สามารถโหลดได้อย่างสม่ำเสมอตลอดเวลา
- เป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับการสูญเสียธาตุเหล็กแยกจากกันที่ใช้สำหรับเครื่องจักรเนื่องจากการกระตุ้น
- เป็นเรื่องยากที่จะควบคุมเครื่องจักรด้วยความเร็วที่ต้องการเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสในสนามอย่างกว้างขวาง
คำถามที่พบบ่อย
1). เหตุใดจึงมีการทดสอบภาคสนามแม้ว่าจะมีการทดสอบ Hopkinson อยู่ก็ตาม
การทดสอบมอเตอร์สองชุดที่เท่ากันนี้ไม่สามารถทำได้เนื่องจากความไม่เสถียรของการทำงานรวมทั้งความเร็วในการวิ่งหนี
2). วัตถุประสงค์ของการทดสอบการชะลอตัวคืออะไร?
การทดสอบการหน่วงเวลาใช้เพื่อค้นหาประสิทธิภาพของเครื่อง dc ความเร็วคงที่ ในเทคนิคนี้เราค้นพบการสูญเสียของเครื่องจักรกลและเหล็กแบบเครื่องจักร
3). ทำไมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงมีประสิทธิภาพมากกว่ามอเตอร์
เนื่องจากขดลวดหนาขึ้นความต้านทานต่ำและการสูญเสียทองแดงต่ำ
4). การสูญเสียประเภทต่างๆคืออะไร?
พวกมันคือเหล็กไขลานและแรงเสียดทาน
5). การทดสอบขั้วคืออะไร?
การทดสอบขั้วใช้เพื่อทราบทิศทางของกระแสในวงจรไฟฟ้า
ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับภาพรวมของการทดสอบ Hopkinson เป็นเทคนิคหนึ่งในการทดสอบประสิทธิภาพของเครื่อง DC โดยการเชื่อมต่อซึ่งกันและกัน ก็เรียกได้ว่าเต็ม โหลดทดสอบ . นี่คือคำถามสำหรับคุณแอปพลิเคชันของการทดสอบ Hopkinson มีอะไรบ้าง
