Rendimiento y Perdidas de las Máquinas de Corriente Continua

 

 El rendimiento puede determinarse midiendo simultáneamente la potencia útil (suministrada) y la absorbida y tomando su relación de la Exp.1. Con frecuencia, esto es muy difícil o impracticable. Aunque en un generador es sencillo medir la potencia útil con aparatos eléctricos, es en cambio difícil la potencia motriz, ya que requiere la medida del par. Si se dispone de un dinamómetro eléctrico, se simplifica mucho la medición, pero esta clase de dinamómetro no se dispone ordinariamente más que en equipos especiales. Con los motores, se determina fácilmente la potencia absorbida, con aparatos eléctricos, y la útil mediante un freno de Prony o un dinamómetro. 

Sin embargo, excepto para potencias pequeñas, es difícil absorber la energía en un freno de Prony, y también los dinamómetros son instrumentos especiales y limitados hasta potencias de 100 caballos. Tanto para los motores como los generadores, especialmente para potencias elevadas, es con frecuencia imposible suministrar y absorber la energía que se necesita para la prueba.

También, cuando se emplea la Exp.1, un error porcentual en, la potencia útil o en la absorbida conduce al mismo error porcentual en el rendimiento, y como la precisión de los aparatos eléctricos es elevada, la diferencia entre la potencia útil y la absorbida suele ser pequeña, y la Exp.1 no resulta muy precisa. En las Exp.2 y 3, excepto para pequeñas cargas, las pérdidas son pequeñas, comparadas con la potencia útil o la absorbida, y cualquier error que se produzca en la evaluación de las pérdidas afecta el rendimiento únicamente en una fracción pequeña del mismo. De aquí que, en muchos casos, se prefiera utilizar las Exp.2 y 3, para la determinación del rendimiento de los aparatos eléctricos.

Por otra parte las pérdidas se pueden dividir en 2 grandes grupos:

Las pérdidas de marcha en vacío Po que comprenden las que hemos llamado pérdidas en vacío y, además, las pérdidas por excitación. Las primeras son constantes puesto que su valor no depende de la carga ni de la corriente del inducido. Las pérdidas por excitación son proporcionales al cuadrado de la corriente de excitación pero, en conjunto, resultan muy pequeñas en comparación con las anteriores. Por lo tanto, se puede decir que las pérdidas de marcha en vacío son sensiblemente constantes, es decir,

Po = a = constante

Las pérdidas de marcha en carga Pj que dependen, esencialmente, de la corriente del inducido y son proporcionales al cuadrado de dicha corriente, excepto en lo que se refiere a las pérdidas adicionales que, por ser de valor muy pequeño respecto a las anteriores, no se tienen en cuenta. En resumen, que las pérdidas de marcha en carga son proporcionales al cuadrado de la corriente del inducido:
Pj = b I2

Finalmente, la potencia suministrada equivale:
Pb = Ub I

Es decir, que resulta proporcional a la corriente de carga.
Por lo tanto
Pb = K·I

El rendimiento puede expresarse de la siguiente manera:
 = KI/(KI+a+bI2)

Si se trata de un generador, la potencia mecánica Pm es la absorbida por el generador.
Pm = Pb + Pp

La potencia Pb es la suministrada. Para un generador, el rendimiento está expresado por.
 = Pb/Pm =Pb /(Pb + Pp)

Si se trata de un motor, la potencia eléctrica en bornes Pb es la absorbida por la máquina, y la potencia mecánica Pm es la suministrada, en este caso:
Pb = Pm + Pp
! Pm = Pb -Pp

Para un motor, la expresión del rendimiento es:
 = Pm/ Pb = (Pb- Pp) / Pp = Pm/(Pm + Pp)

Curva de rendimiento
La curva de rendimiento proporciona la variación del rendimiento de una máquina de corriente continua, en función de la carga de la misma, o sea la característica = f(I).