Qué es una prueba de Swinburne: cálculos y sus aplicaciones

El método simple e indirecto para probar máquinas de CC de flujo constante es la prueba de Swinburne de máquinas de CC de devanado compuesto y derivación. Se llama 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 sencilla y económica porque opera en vacío. Este artículo describe la prueba de Swinburne de las máquinas de CC.

¿Qué es la prueba de Swinburne?

Definición: La prueba indirecta utilizada para medir las pérdidas sin carga por separado y predeterminar la eficiencia en cualquier carga por adelantado con flujo constante en máquinas de CC compuestas y en derivación se denomina prueba de Swinburne. Esta prueba se aplica principalmente a grandes máquinas de CC en derivación para eficiencia, caída de presión y aumento de temperatura. También se puede llamar prueba de pérdida sin carga o prueba de pérdida de carga.

Teoría de prueba de Swinburne/Diagrama de circuito

El diagrama de circuito de la prueba de Swinburne se muestra a continuación. Considere que la máquina de CC/motor de CC funcione a voltaje nominal con potencia de entrada sin carga. Sin embargo, la velocidad del motor se puede regular utilizando el regulador de derivación como se muestra en la figura. La corriente sin carga y la corriente de campo de derivación se pueden medir en las armaduras A1 y A2. Para encontrar las pérdidas en el cobre del inducido, se puede usar la resistencia del inducido.

Prueba de Swinburne de la máquina DC

Usando la prueba de Swinburne, las pérdidas que ocurren en las máquinas de CC se pueden calcular con energía sin carga. Dado que las máquinas de CC son solo motores o generadores. Esta prueba solo es aplicable para grandes máquinas de CC en derivación que tienen flujo constante. Es muy fácil saber de antemano la eficiencia de la máquina. Esta prueba es económica porque requiere poca potencia de entrada sin carga.

Prueba de Swinburne en motor de derivación de CC

La prueba de Swinburne en un motor de derivación de CC es aplicable para encontrar las pérdidas en la máquina de vacío. Las pérdidas en los motores son pérdidas en el cobre del inducido, pérdidas en el núcleo de hierro, pérdidas por fricción y pérdidas en el devanado. Estas pérdidas se calculan por separado y la eficiencia se puede predeterminar. Como la salida del motor de derivación es cero con entrada de energía sin carga y esta entrada sin carga se usa para alimentar las pérdidas. Dado que el cambio en las pérdidas de hierro no se puede determinar de vacío 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 de flujo constante y las 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 usando el gobernador de derivación variable.

Vacío

Considere que la corriente sin carga es 'Io' en la armadura A1

La corriente de campo de derivación medida en la armadura A2 es 'Ish'

La corriente de armadura sin carga es la diferencia entre la corriente sin carga y la corriente de campo en derivación en A2, dada por = (Io - Ish

La potencia de entrada sin carga en vatios = VIo

La ecuación para las pérdidas en el cobre del inducido en la entrada de potencia 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 en el cobre del inducido de la potencia de entrada sin carga.

Pérdidas constantes C = V Io – ( Io – Ish )^2 Ra

En cargo

Se puede calcular la eficiencia de la máquina de CC/motor de derivación de CC con 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 de armadura Ia = (Io – Ish)

Cuando la máquina de CC actúa como generador, la corriente de armadura Ia = (Io + Ish)

Potencia de entrada = VI

Para motor DC bajo carga:

Las pérdidas en el cobre del inducido 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 con cualquier carga es, Nm = salida/entrada

Nm = (entrada – pérdidas) / entrada

Nm = ( VI – ( Pcu + C ) ) / VI

Para generador DC bajo carga

Potencia de entrada sin carga = VI

Pérdidas en el cobre del inducido = Pcu = I^2 Ra

Pcu = (I + Ish)^2 Ra

Pérdidas constantes C = VIo – (I – Ish)^2 Ra

Pérdidas totales = pérdidas en el cobre del inducido Pcu + pérdidas constantes C

Por lo tanto, la eficiencia de la máquina de CC cuando actúa como generador en 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 con cualquier carga.

Diferencia entre la prueba de Swinburne y la prueba de Hopkinson

La diferencia entre estos dos se discute a continuación.

Aplicaciones de prueba de Swinburne

Las aplicaciones de esta prueba incluyen lo siguiente.

• Esta prueba se utiliza para encontrar la eficiencia y las pérdidas sin carga de las máquinas de CC de flujo constante.
• En máquinas de CC cuando funcionan como motores
• En máquinas de CC cuando funcionan como generadores
• En grandes motores de CC en derivación.

Ventajas y desventajas de la prueba de Swinburne

Las ventajas de esta prueba son las siguientes.

• Esta prueba es muy sencilla, económica y la más utilizada
• 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 son las siguientes.

• La variación de las pérdidas de hierro de vacío a plena carga no se puede determinar debido a la reacción del inducido.
• No se aplica a los motores de la serie DC
• Las condiciones de conmutación y el aumento de temperatura no se pueden controlar a plena carga con tensión nominal.
• Se aplica a máquinas de corriente continua con flujo constante.

Entonces, esta es la prueba de Swinburne: definición, teoría, diagrama de circuito, en máquinas de CC, en motor de derivación de CC, cálculos de prueba, ventajas, desventajas, aplicaciones y la diferencia entre la prueba de Hopkinson y la prueba de Swinburne. Aquí hay una pregunta para usted: "¿Qué es la prueba Hopkinson de motores de derivación de CC?"