Eficiencia se define simplemente como la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada. Sea R la resistencia total del circuito del inducido (incluida la resistencia de contacto de la escobilla, la resistencia del devanado en serie, la resistencia del devanado entre polos y la resistencia del devanado de compensación).
La eficiencia del generador de CC se explica a continuación en el diagrama de líneas:
- yo es la corriente de salida
- Ish es la corriente a través del campo de derivación.
- Ia es la corriente de armadura = I + Ish
- V es el voltaje terminal.
Pérdida total de cobre en el circuito del inducido = Ia2Rat
Pérdida de potencia en el circuito de derivación = VIsh (esto incluye la pérdida en la resistencia de regulación de derivación).
Pérdidas mecánicas = pérdida por fricción de los cojinetes + pérdida por fricción en un conmutador + pérdida por efecto del viento.
Pérdidas en el núcleo = pérdida por histéresis + pérdida por corrientes de Foucault
Pérdida por dispersión = pérdida mecánica + pérdida de núcleo
La suma de la pérdida de cobre del campo de derivación y las pérdidas parásitas se puede considerar como una pérdida fija (constante) combinada que no varía con la corriente de carga I.
Por lo tanto, las pérdidas constantes (en generadores en derivación y compuestos) = pérdida parásita + pérdidas en el cobre del campo en derivación.
La eficiencia del generador viene dada por la ecuación que se muestra a continuación:
Si Ish es pequeño en comparación con Ir, entonces Ia = I
Por lo tanto,
La eficiencia ȠG será máxima cuando el denominador Dr sea mínimo.
Donde,
Dr es mínimo cuando
También,
Dado que d2Dr/dI2 es positivo, la expresión viene dada por la ecuación (1) es una condición para el valor máximo de Dr y la condición para el valor máximo de eficiencia.
La ecuación (1) muestra que la eficiencia de un generador de CC es máxima cuando esas pérdidas proporcionales al cuadrado de la corriente de carga son iguales a las pérdidas constantes del generador de CC.
Esta relación se aplica igualmente a todas las máquinas rotativas, independientemente del tipo de máquina.
Esta relación a veces se establece incorrectamente, ya que la máxima eficiencia se produce cuando las pérdidas variables son iguales a las pérdidas constantes.
Carga correspondiente a la máxima eficiencia
Dejar,
- Si es la corriente a plena carga,
- IM es la corriente a máxima eficiencia
Por lo tanto, para obtener la máxima eficiencia, la corriente en la máxima eficiencia viene dada por la ecuación que se muestra a continuación:
Se trata de la eficiencia del generador de CC.
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