Što je vrtložna struja: teorija, upotreba i nedostaci

Što je vrtložna struja: teorija, upotreba i nedostaci

Prije nego što saznamo jasan scenarij vrtložne struje, počnimo upoznavati njegovu povijest, kako je razvijen i koja su njegova poboljšanja. Dakle, prvi znanstvenik koji je proučio koncept ove struje bio je Arago 1786. - 1853. dok je u razdoblju između 1819. - 1868. Foucault stekao zasluge u otkrivanju vrtloga. Trenutno . I prva upotreba vrtložnih struja odvija se za nerazornu analizu koja se dogodila 1879. godine kada je Hughes primijenio koncepte provođenja metalurških pokusa kategorizacije. Sada članak daje jasno objašnjenje vrtložne struje, njezino načelo, matematičke jednadžbe, uporabe, nedostatke i primjene.



Što je vrtložna struja?

Oni se nazivaju i Foucaultovim strujama gdje one teku oko vodiča u obliku rotirajućih vrtloga u strujama. Oni se simuliraju mijenjanjem magnetskih polja i kretanjem u zatvorenim prstenovima, koji su u okomitom položaju na ravninu magnetskog polja. Vrtložne struje mogu se generirati kada postoji gibanje vodiča preko magnetskog polja ili kada postoji promjena u magnetskom polju koja zatvara fiksno vozač .


To znači da se sve što izađe u vodiču suoči s promjenom smjera ili intenziteta magnetskog polja, što dovodi do tih cirkulirajućih struja. Veličina ove struje izravno je proporcionalna veličini magnetskog polja, površini presjeka petlje i količini promjene fluksa i ima obrnutu proporcionalnu brzinu vodiča otpornost . Ovo je glavno princip vrtložne struje .





Vrtložni tok radi

Vrtložni tok radi

Teorija

Ovaj odjeljak objašnjava teorija vrtložnih struja i kako se to može razumjeti.



Kroz Lenzov zakon, ova struja stvara magnetsko polje koje je u suprotnosti s promjenama magnetskog polja koje je njime stvoreno, pa vrtložne struje odgovaraju na uzrok magnetskog polja. Kao primjer, susjedni provodni rub nameće pokretni magnet koji vuče pritisak na povlačenje koji se razlikuje svojim kretanjem, jer se te struje stimuliraju na površini magnetskog polja koje je pomično.

Ova pojava je primjenjiva na kočnice s vrtložnim strujama koje se koriste za brzi otpor okretnoj pogonskoj opremi kada su ISKLJUČENE. Protok struje preko otpora vodiča čak raspršuje energiju kao toplinu. Dakle, ova je struja presudni razlog gubitka energije u uređajima na izmjenični pogon koji su generatori, prigušnice , i drugi. Da bi se to svelo na minimum, mora postojati specifična konstrukcija poput feritnih jezgri ili zaštićene magnetske jezgre to se mora učiniti.


Kada se bakrena zavojnica ili općenito električni vodiči nalaze u krugu u kojem prolazi AC struja, magnetsko polje se stvara preko zavojnice i to ovisi o samoinduktivnost teorija. A pravilo desnog palca definira put magnetskog polja. Rezultirajuća jakost magnetskog polja temelji se na struji pobude zavojnice i razini frekvencije izmjenične struje. Kada zavojnica leži u blizini metalne površine, tada će doći do indukcije tvari.

Kada zavojnica leži na mjestu uzorka s nedostatkom, tada dolazi do prekida u strujanju vrtložne struje što rezultira promjenama u gustoći i smjerovima. Odgovarajuća varijacija jakosti sekundarnog magnetskog polja pokreće promjene u ravnoteži sustava što se bilježi kao impedancija zavojnice. Suvremene promjene u tehnologiji vrtložnih struja sastoje se od impulsne struje, polja vrtložnih struja i nekoliko drugih.

Vrtložni gubitak

Ovo je još jedna ključna tema o kojoj ćemo razgovarati.

Vrtložne struje nastaju kad vodič vodi različita magnetska polja. Kako su ove vrtložne struje idealne i ne funkcioniraju, one dovode do gubitka u magnetskoj supstanci i poznate su kao gubici vrtložnih struja. Na isti način kao gubici u histerezi, gubici vrtložnih struja također pojačavaju magnetsku tvar temperatura . Ti se gubici zajednički nazivaju gubicima magnetskog / jezgre / željeza.

Vrtložni gubitak

Vrtložni gubitak

Razmotrimo gubitak vrtložne struje u transformatoru.

Magnetski tok u unutarnjem dijelu jezgre transformatora stimulira emf u jezgri na temelju Lenzovih i Faradayevih zakona koji omogućuje protok struje u jezgru. The formula gubitaka vrtložnih struja dana je od

Gubitak vrtložne struje = dojefdvaBmdvaτdva

U navedenom matematički izraz gubitka vrtložne struje ,

'doje'Predstavlja konstantnu vrijednost koja se temelji na veličini i ima obrnuti odnos prema otpornosti materijala.

‘F’ predstavlja frekvencijski opseg pobudnog materijala

'Bm’Odgovara maksimalnoj vrijednosti magnetskog polja i

τ predstavlja debljinu materijala

Kako bi se minimalizirali ovi trenutni gubici, jezgra u transformatoru razvija se sastavljanjem tankih ploča nazvanih sakupljenim slojevima i svaka pojedinačna ploča je zaštićena ili polirana. Ovim lakiranjem gibanje vrtložne struje ograničeno je na vrlo minimalnu razinu područja presjeka svake pojedine ploče i zaštićeno od ostalih ploča. Zbog toga smjer strujanja struje doseže malu vrijednost.

Kako bi se utjecaj gubitaka vrtložne struje umanjio, uglavnom postoje dva pristupa.

Minimiziranje razine magnitude struje - Razina magnetske struje može se umanjiti dijeljenjem čvrste jezgre u tanke slojeve koji se nazivaju laminacijama, a koji su paralelni s magnetskim poljem.

Svaka pojedinačna laminacija prekriva se s drugog kraja tankom površinom bilo oksidnog filma, bilo lakiranjem. Kroz laminiranje jezgre, područja poprečnog presjeka se minimiziraju, a stimulirana elektromotorna sila također se smanjuje. Budući da je površina poprečnog presjeka minimalna tamo gdje je protok struje, razine otpora se povećavaju.

Gubitak koji se dogodio ovom strujom također se može umanjiti primjenom magnetske tvari koja ima povećanu vrijednost otpora poput silicijskog čelika.

Kočioni sustav

Kočioni sustav s vrtložnom strujom se također naziva električnim / indukcijskim kočenjem. Ovo je instrument koji se koristi za zaustavljanje ili usporavanje pokretne tvari raspršivanjem kinetičke energije u obliku topline. Za razliku od općih frikcijskih sustava kočenja, pritisak povlačenja u trenutnoj kočnici je EMP između magneta i susjedne stvari koji se relativno kreće zbog simulacije u simulaciji vodiča u vrtložnoj struji preko EMF .

Prednosti nedostataka

Sada razmotrite prednosti i nedostatke ovog koncepta.

Prednosti vrtložne struje

  • Ovaj se pristup uglavnom primjenjuje na postupak analize
  • Ovo je postupak beskontaktne analize koji ne pokazuje utjecaj na rad
  • Analiza je potpuno ubrzana i daje precizne rezultate
  • Površina premaza lako se analizira koja se koristi na više proizvoda
  • Čak se koristi u uređaju za brzinomjer, a također i u postupku indukcijske peći.

Mane vrtložnih struja

  • Zbog ovog postupka doći će do istjecanja magnetskog toka
  • Veliki gubitak topline nastaje zbog cikličnih struja zbog trenja magnetskog kruga. S tim se električna energija troši kao oblik topline

Primjene vrtložnih struja

  • Primjenjuju se u vlakove koji imaju vrtložne kočnice
  • Koristi se za nudi moment prigušenja u PMMC uređajima
  • Koristi se u električnim uređajima kao što su indukcijski mjerači energije
  • Oni su zaposleni kako bi znali oštećenja na metalnim dijelovima.

Ovo je sve detaljan koncept. Ovaj je članak pružio