Como sabemos, la energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede ser transferida de una forma a otra. En una máquina de corriente continua, la energía mecánica se convierte en energía eléctrica. Durante este proceso, la potencia total de entrada no se transforma en potencia de salida. Una parte de la potencia de entrada se desperdicia en varias formas. La forma de esta pérdida puede variar de una máquina a otra. Estas pérdidas dan lugar a un aumento de la temperatura de la máquina y reducen su eficiencia. En Máquina DCHay cuatro categorías principales de pérdida de energía.
Pérdidas de Cobre o Pérdidas Eléctricas en la máquina DC o Pérdida de Bobinado
Las pérdidas de cobre son las pérdidas del devanado que tienen lugar durante el actual que fluye a través de la cuerda. Estas pérdidas se producen debido a la resistencia en el viento. En una máquina de corriente continua, sólo hay dos bobinas, la de armadura y la de campo.
Así pues, las categorías de pérdidas de cobre en tres partes: la pérdida de armadura, la pérdida del devanado de campo y la pérdida de resistencia de contacto de la escobilla. Las pérdidas de cobre son proporcionales al cuadrado de la corriente que fluye a través del bobinado.
Pérdida de cobre de la armadura en una máquina de corriente continua
Pérdida de cobre de la armadura = Ia2Ra
¿Dónde?a es la corriente de armadura y Ra es la resistencia de la armadura.
Estas pérdidas son alrededor del 30% del total de las pérdidas de carga completa.
Pérdida de cobre del bobinado de campo en una máquina de corriente continua
Pérdida de cobre en el bobinado del campo = If2Rf
¿Dónde?f es la corriente de campo y Rf es la resistencia del campo.
Estas pérdidas son alrededor del 25% teóricamente, pero prácticamente es constante.
Pérdida de la resistencia del contacto de la escobilla en una máquina de corriente continua
La pérdida de contacto de los cepillos se atribuye a resistencia entre la superficie de la maleza y el conmutador. No es una pérdida que pueda ser calculada por separado ya que es parte de las pérdidas variables. Generalmente, contribuye a ambos tipos de pérdidas de cobre. Por lo tanto, son factores en el cálculo de las pérdidas anteriores.
Pérdidas del núcleo o pérdidas de hierro en la máquina de CC o pérdidas magnéticas
Como el núcleo de hierro de la armadura está rotando en campo magnéticoAlgunas pérdidas ocurren en el núcleo, lo que se llama pérdidas del núcleo. Normalmente, las máquinas funcionan con una velocidad constante, por lo que estas pérdidas son casi constantes. Estas pérdidas se clasifican en dos formas; Pérdida de histéresis y Pérdida de corrientes de Foucault.
Pérdida de histéresis en la máquina de DC
Las pérdidas por histéresis se producen en la el arrollamiento de la armadura debido a la inversión de la magnetización del núcleo. Cuando el núcleo de la armadura se expone al campo magnético, sufre una rotación completa de la inversión magnética. La porción de la armadura que está bajo el polo S, después de completar la mitad de la revolución eléctrica, la misma pieza estará bajo el polo N, y las líneas magnéticas se invierten para volcar el magnetismo dentro del núcleo. El proceso constante de inversión magnética en la armadura, consume cierta cantidad de energía que se llama pérdida de histéresis. El porcentaje de pérdida depende de la calidad y el volumen del hierro.
La frecuencia de la inversión magnética
Dónde,
P = Número de polos
N = Velocidad en rpm
Fórmula Steinmetz
La fórmula de Steinmetz es para el cálculo de la pérdida de histéresis.
Dónde,
= Coeficiente de histéresis de Steinmetz
Bmax = Densidad máxima de flujo en el bobinado de la armadura
F = Frecuencia de las inversiones magnéticas
V = Volumen de la armadura en m3.
Pérdida de Corriente Eddy en la máquina de DC
De acuerdo con La ley de inducción electromagnética de Faradaycuando un núcleo de hierro gira en el campo magnéticotambién se induce un EMF en el núcleo. De manera similar, cuando la armadura rota en el campo magnético, la pequeña cantidad de emf inducida en el núcleo que permite el flujo de carga en el cuerpo debido a la conductividad del núcleo. Esta corriente es inútil para la máquina. Esta pérdida de corriente se llama corriente de remolino. Esta pérdida es casi constante para las máquinas de corriente continua. Podría ser minimizada seleccionando el núcleo laminado.
Pérdidas mecánicas en la máquina de DC
Las pérdidas asociadas a la fricción mecánica de la máquina se llaman pérdidas mecánicas. Estas pérdidas se producen debido a la fricción en las partes móviles de la máquina como los rodamientos, cepillos, etc., y las pérdidas de viento se producen debido al aire dentro de la bobina giratoria de la máquina. Estas pérdidas suelen ser muy pequeñas, alrededor del 15% de la pérdida de carga total.
Pérdidas de carga en la máquina de DC
Hay algunas pérdidas más que las que se han discutido anteriormente. Estas pérdidas se llaman pérdidas de carga extraviada. Estas pérdidas varias se deben a la corriente de cortocircuito en la bobina sometida a conmutación, la distorsión de flujo debido a la armadura y muchas más pérdidas que son difíciles de encontrar. Estas pérdidas son difíciles de determinar. Sin embargo, se toman como el 1% de la potencia total de la carga.
