Prueba de Swinburne de la máquina de CC

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Ultima edición el 21 septiembre, 2023

La prueba de Swinburne es una técnica utilizada para evaluar el rendimiento de las máquinas de corriente continua (CC). Se basa en la medición de la tensión y la corriente de la máquina en diferentes cargas, lo que permite determinar la resistencia de la máquina y la pérdida de hierro. Esta prueba es fundamental para evaluar la eficiencia y la fiabilidad de las máquinas de CC, especialmente en aplicaciones industriales y de alta potencia. En esta presentación, describiremos en detalle el proceso de la prueba de Swinburne y su importancia en la evaluación de las máquinas de CC. También discutiremos algunos de los desafíos y limitaciones asociados con esta técnica y cómo se pueden abordar.

Funcionamiento de la prueba de Swinburne

La prueba de Swinburne es una técnica utilizada para evaluar la eficiencia de las máquinas de corriente continua (CC). Esta prueba se basa en la medición de la resistencia interna del motor y la tensión de circuito abierto para determinar si la máquina está funcionando correctamente.

¿Cómo funciona la prueba de Swinburne?

La prueba de Swinburne se lleva a cabo en tres pasos:

  1. Medición de la resistencia interna del motor
  2. Medición de la tensión de circuito abierto
  3. Cálculo de la eficiencia de la máquina

Veamos cada uno de estos pasos con más detalle:

1. Medición de la resistencia interna del motor

La resistencia interna del motor se mide conectando un voltímetro y un amperímetro en serie con el motor. La corriente se ajusta a un valor específico y se mide la caída de voltaje en el motor. A continuación, se utiliza la ley de Ohm para calcular la resistencia interna del motor:

R = V / I

Donde R es la resistencia interna del motor, V es la caída de voltaje medida y I es la corriente ajustada.

2. Medición de la tensión de circuito abierto

La tensión de circuito abierto se mide desconectando el motor de la fuente de alimentación y midiendo la tensión en los terminales del motor. Esta medición se realiza para determinar la tensión nominal del motor.

3. Cálculo de la eficiencia de la máquina

La eficiencia de la máquina se calcula utilizando las mediciones de la resistencia interna del motor y la tensión de circuito abierto. La fórmula utilizada para este cálculo es:

η = (Vn – Vr) / Vn * 100%

Donde η es la eficiencia de la máquina, Vn es la tensión nominal del motor y Vr es la caída de voltaje medida en el motor.

Ejemplo de aplicación de la prueba de Swinburne

Supongamos que se quiere evaluar la eficiencia de un motor de CC de 12V. Se sigue el siguiente procedimiento:

  1. Se mide la resistencia interna del motor y se obtiene un valor de 3 ohmios.
  2. Se desconecta el motor de la fuente de alimentación y se mide la tensión en los terminales del motor. Se obtiene un valor de 12,5V.
  3. Se calcula la eficiencia del motor utilizando la fórmula:

η = (12 – 12,5) / 12 * 100% = -4,17%

En este caso, se obtiene una eficiencia negativa, lo que indica que el motor no está funcionando correctamente. Es posible que el motor tenga algún problema mecánico o eléctrico que esté afectando su eficiencia.

Conclusión

La prueba de Swinburne es una herramienta muy útil para evaluar la eficiencia de las máquinas de CC. Esta prueba permite detectar posibles problemas en el motor y tomar medidas para solucionarlos. Es importante realizar esta prueba de forma regular para garantizar el correcto funcionamiento de los motores de CC.

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Parámetros evaluados por la máquina de CC

La prueba de Swinburne es una evaluación importante que se realiza en la máquina de corriente continua (CC) para asegurar su correcto funcionamiento. Durante esta prueba, se evalúan varios parámetros importantes que permiten identificar posibles problemas en la máquina.

Los principales parámetros evaluados son:

  • Resistencia de aislamiento: se mide la resistencia del aislamiento entre las partes conductoras y la tierra. Un valor bajo indica una posible falla en el aislamiento y puede generar cortocircuitos.
  • Resistencia de devanado: se mide la resistencia del devanado de la máquina. Un valor alto puede ser indicativo de problemas en los contactos o en el aislamiento del devanado.
  • Resistencia de contacto: se mide la resistencia de los contactos eléctricos de la máquina. Un valor alto indica una posible falla en los contactos y puede generar un aumento en la temperatura de la máquina.
  • Corriente de excitación: se mide la corriente necesaria para excitar el campo magnético. Un valor alto puede indicar problemas en el circuito de excitación o en el devanado.
  • Corriente de armadura: se mide la corriente que circula por el devanado de la armadura. Un valor alto puede indicar problemas en el devanado o en los contactos.
  • Velocidad: se mide la velocidad de la máquina. Un valor bajo puede indicar problemas en los rodamientos o en el sistema de transmisión.
  • Voltaje: se mide el voltaje de la máquina. Un valor bajo puede indicar problemas en el sistema de excitación o en el devanado.

La evaluación de estos parámetros permite identificar posibles problemas y tomar medidas preventivas antes de que se produzcan fallas mayores.

Ventajas y desventajas de la prueba de Swinburne

La prueba de Swinburne es una técnica utilizada en la evaluación de la calidad y eficiencia de las máquinas de corriente continua (CC). A continuación, se detallan las ventajas y desventajas de esta prueba:

Ventajas:

  • Permite identificar posibles fallas en la máquina de CC, como problemas en los devanados, el colector o el sistema de excitación.
  • Es una prueba no destructiva, lo que significa que la máquina de CC no sufrirá daños durante el proceso de prueba.
  • Es una técnica rápida y sencilla de realizar, lo que permite ahorrar tiempo y costos.
  • Es posible realizar la prueba en cualquier momento, sin necesidad de detener la operación de la máquina.
  • La prueba de Swinburne permite obtener información relevante sobre la calidad y eficiencia de la máquina de CC.

Desventajas:

  • La prueba de Swinburne solo es efectiva en máquinas de CC, por lo que no es aplicable en máquinas de corriente alterna (CA).
  • Es necesario contar con un equipo especializado para realizar la prueba, lo que puede representar un costo adicional.
  • La prueba de Swinburne no proporciona información detallada sobre el tipo de falla que se presenta en la máquina de CC.
  • Es posible que la prueba no detecte fallas incipientes, lo que puede generar problemas en el futuro.
  • Algunas máquinas de CC pueden presentar variaciones en los resultados de la prueba, lo que dificulta la interpretación de los mismos.

Sin embargo, es importante tener en cuenta sus ventajas y desventajas antes de realizarla, para determinar si es la mejor opción para cada caso en particular.

Aplicaciones de la prueba de Swinburne en la evaluación de CC

La prueba de Swinburne es una técnica utilizada para evaluar el estado de la máquina de corriente continua (CC). Esta prueba se realiza midiendo la tensión y la corriente de la máquina a diferentes cargas y comparando los resultados con los valores teóricos esperados. A continuación, se detallan algunas de las aplicaciones más comunes de esta prueba en la evaluación de CC:

1. Identificación de fallas en la máquina

La prueba de Swinburne puede utilizarse para identificar fallas en la máquina de CC. Si los resultados de la prueba no coinciden con los valores teóricos esperados, esto puede indicar la presencia de una falla en la máquina. Por ejemplo, si se observa que la corriente de la máquina es mayor de lo esperado, esto podría indicar una falla en el aislamiento de los devanados.

2. Evaluación de la eficiencia de la máquina

La prueba de Swinburne también puede utilizarse para evaluar la eficiencia de la máquina de CC. Al medir la tensión y la corriente de la máquina a diferentes cargas, se pueden calcular la potencia de entrada y la potencia de salida de la máquina. A partir de estos valores, se puede calcular la eficiencia de la máquina y determinar si esta está funcionando de manera óptima.

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3. Determinación de la curva característica de la máquina

La prueba de Swinburne también puede utilizarse para determinar la curva característica de la máquina de CC. La curva característica es una representación gráfica de la relación entre la corriente y la tensión de la máquina a diferentes cargas. Esta curva proporciona información valiosa sobre el comportamiento de la máquina y puede utilizarse para optimizar su rendimiento.

4. Verificación de las especificaciones de la máquina

La prueba de Swinburne también puede utilizarse para verificar que la máquina cumple con las especificaciones del fabricante. Al comparar los resultados de la prueba con los valores teóricos esperados, se puede determinar si la máquina cumple con las especificaciones en términos de potencia, corriente y tensión.

En conclusión

La prueba de Swinburne es una técnica valiosa para evaluar el estado de la máquina de corriente continua. Al realizar esta prueba, se pueden identificar fallas en la máquina, evaluar su eficiencia, determinar su curva característica y verificar que cumple con las especificaciones del fabricante. Por lo tanto, esta prueba es esencial para mantener el rendimiento óptimo de la máquina de CC y garantizar su funcionamiento seguro y confiable.

Normas y criterios para la realización de la prueba

La prueba de Swinburne es una técnica utilizada en el campo de la ingeniería eléctrica para determinar la eficiencia de una máquina de corriente continua (CC). Para llevar a cabo esta prueba, es importante seguir ciertas normas y criterios que garantizarán la precisión de los resultados obtenidos. A continuación, se detallan algunas de estas normas y criterios:

Procedimientos previos

  • Antes de realizar la prueba, es importante asegurarse de que la máquina esté en condiciones óptimas de funcionamiento y que no presente ningún tipo de avería.
  • Se debe medir la resistencia del devanado del rotor y del estator, así como también la resistencia de los circuitos de campo.
  • Es fundamental conocer la tensión nominal de la máquina, la corriente nominal y la velocidad nominal.

Procedimiento de la prueba

  • La prueba debe realizarse en condiciones estables y constantes de carga.
  • Se debe medir la tensión de la línea de alimentación y la corriente de carga.
  • La prueba debe llevarse a cabo en un periodo de tiempo razonable para evitar variaciones en las condiciones de la máquina.
  • Es necesario registrar la tensión, la corriente y la velocidad de la máquina en diferentes puntos de carga.

Cálculo de los resultados

  • Se debe calcular la potencia de entrada de la máquina, que es igual al producto de la corriente de línea por la tensión de línea.
  • La potencia de salida se calcula multiplicando la corriente de carga por la tensión de carga.
  • La eficiencia se calcula dividiendo la potencia de salida entre la potencia de entrada y multiplicando el resultado por 100.
  • Es importante verificar que los resultados obtenidos sean coherentes con las especificaciones del fabricante y con los datos obtenidos en otras pruebas.

Siguiendo las normas y criterios expuestos anteriormente, se pueden obtener resultados precisos y confiables que permitan evaluar el desempeño de la máquina y tomar decisiones informadas en cuanto a su mantenimiento y uso.

Resultados obtenidos a partir de la prueba de Swinburne

La prueba de Swinburne es una técnica utilizada para determinar la eficiencia de la máquina de corriente continua. A continuación, se detallan los principales resultados obtenidos a partir de esta prueba:

1. Resistencia de armadura:

La prueba de Swinburne permite calcular la resistencia de armadura de la máquina de corriente continua. Esta resistencia es importante, ya que influye en la eficiencia de la máquina. Un valor alto de la resistencia de armadura puede indicar un problema en el devanado o en las conexiones.

2. Pérdidas por efecto Joule:

La prueba de Swinburne también permite determinar las pérdidas por efecto Joule en la máquina de corriente continua. Estas pérdidas son causadas por la resistencia eléctrica del conductor y generan calor en la máquina. Un valor alto de las pérdidas por efecto Joule puede indicar un problema en el devanado o en el sistema de refrigeración.

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3. Eficiencia:

Uno de los principales resultados obtenidos a partir de la prueba de Swinburne es la eficiencia de la máquina de corriente continua. La eficiencia indica la cantidad de energía que se convierte en trabajo útil y se expresa en porcentaje. Un valor alto de la eficiencia indica que la máquina es eficiente y está funcionando correctamente.

4. Potencia de entrada y salida:

La prueba de Swinburne permite calcular tanto la potencia de entrada como la de salida de la máquina de corriente continua. La potencia de entrada es la energía eléctrica suministrada a la máquina, mientras que la potencia de salida es la energía mecánica obtenida de la máquina. Un valor bajo de la potencia de salida puede indicar un problema en la máquina o en el sistema de carga.

5. Curva característica:

Otro resultado importante obtenido a partir de la prueba de Swinburne es la curva característica de la máquina de corriente continua. Esta curva muestra la relación entre la corriente y el voltaje en la máquina. La curva característica es útil para determinar el punto de operación óptimo de la máquina.

6. Análisis de fallas:

La prueba de Swinburne también se utiliza para analizar posibles fallas en la máquina de corriente continua. Los resultados obtenidos a partir de la prueba pueden indicar problemas en el devanado, en las conexiones, en el sistema de refrigeración, entre otros.

Los principales resultados obtenidos a partir de esta prueba son la resistencia de armadura, las pérdidas por efecto Joule, la eficiencia, la potencia de entrada y salida, la curva característica y el análisis de fallas.

En conclusión, la prueba de Swinburne para la máquina de corriente continua es un método valioso para evaluar la eficiencia y el rendimiento de estas máquinas. Con su capacidad para medir la pérdida de hierro y la pérdida en el cobre por separado, esta prueba puede ayudar a los ingenieros a identificar y solucionar problemas en la máquina. Además, la prueba de Swinburne también puede ser utilizada para comparar diferentes diseños de máquinas y determinar cuál es la más eficiente. En resumen, la prueba de Swinburne es una herramienta esencial para cualquier ingeniero involucrado en el diseño y la fabricación de máquinas de corriente continua.

En conclusión, la prueba de Swinburne para la máquina de corriente continua es un método valioso para evaluar la eficiencia y el rendimiento de estas máquinas. Con su capacidad para medir la pérdida de hierro y la pérdida en el cobre por separado, esta prueba puede ayudar a los ingenieros a identificar y solucionar problemas en la máquina. Además, la prueba de Swinburne también puede ser utilizada para comparar diferentes diseños de máquinas y determinar cuál es la más eficiente. En resumen, la prueba de Swinburne es una herramienta esencial para cualquier ingeniero involucrado en el diseño y la fabricación de máquinas de corriente continua.

En conclusión, la prueba de Swinburne es una técnica efectiva para evaluar la calidad de las máquinas de corriente continua. Esta prueba es fundamental para determinar la eficiencia y el rendimiento de las máquinas eléctricas, lo que permite a los ingenieros y técnicos realizar los ajustes necesarios para mejorar su funcionamiento. Además, esta prueba puede ayudar a prevenir fallas y problemas en la máquina, lo que a su vez, puede reducir los costos de mantenimiento y reparación. En resumen, la prueba de Swinburne es una herramienta esencial para cualquier profesional involucrado en el diseño, operación y mantenimiento de máquinas eléctricas.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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