Zanim poznamy jasny scenariusz dotyczący prądu wirowego, zacznijmy poznawać jego historię, jak został opracowany i jakie są jego ulepszenia. Tak więc pierwszym naukowcem, który przyjrzał się koncepcji tego nurtu był Arago w latach 1786 - 1853. Podczas gdy w latach 1819 - 1868 Foucault zdobył uznanie w odkryciu wiru. obecny . A pierwsze wykorzystanie prądów wirowych ma miejsce do nieniszczących analiz, które nastąpiło w 1879 roku, kiedy Hughes wprowadził koncepcje prowadzenia metalurgicznych eksperymentów kategoryzujących. Teraz artykuł zawiera jasne wyjaśnienie prądu wirowego, jego zasady, równań matematycznych, zastosowań, wad i zastosowań.
Co to jest prąd wirowy?
Nazywa się je również prądami Foucaulta, gdzie przepływają one wokół przewodników w postaci wirujących wirów w strumieniach. Są one symulowane przez zmianę pól magnetycznych i ruchu w zamkniętych pierścieniach, które są ustawione pionowo w stosunku do płaszczyzny pola magnetycznego. Prądy wirowe mogą być generowane, gdy w polu magnetycznym występuje ruch przewodnika lub gdy występują zmiany w polu magnetycznym otaczającym kierowca .
Oznacza to, że wszystko, co pojawia się w przewodniku, podlega zmianie w kierunku lub natężeniu pól magnetycznych, a to dostarcza te krążące prądy. Wielkość tego prądu jest wprost proporcjonalna do wielkości pola magnetycznego, pola przekroju poprzecznego pętli i wielkości zmian w strumieniu i ma odwrotnie proporcjonalną prędkość do oporność . To jest główna zasada prądów wirowych .
Praca prądem wirowym
Teoria
Ta sekcja wyjaśnia teoria prądów wirowych i jak można to zrozumieć.
Zgodnie z prawem Lenza prąd ten wytwarza pole magnetyczne, które jest sprzeczne ze zmianą pola magnetycznego, które zostało przez nie wytworzone, a zatem prądy wirowe reagują z powrotem na przyczynę pola magnetycznego. Na przykład sąsiednia przewodząca krawędź będzie wywierać nacisk ciągnący na ruchomy magnes, który różni się swoim ruchem, ponieważ prądy te są stymulowane na powierzchni ruchomego pola magnetycznego.
Zjawisko to ma zastosowanie w hamulcach wiroprądowych, które są wykorzystywane do szybkiego przeciwstawiania się obrotowym urządzeniom zasilającym, gdy są wyłączone. Przepływ prądu przez opór przewodnika nawet rozprasza energię w postaci ciepła. Tak więc prąd ten jest kluczową przyczyną strat energii w urządzeniach zasilanych prądem przemiennym, które są generatorami, cewki indukcyjne , i inni. Aby to zminimalizować, potrzebna jest specjalna konstrukcja, taka jak rdzenie ferrytowe lub ekranowane rdzenie magnetyczne to trzeba zrobić.
Kiedy cewka miedziana lub ogólnie przewodniki elektryczne znajdują się w obwodzie, w którym przepływa prąd przemienny, pole magnetyczne jest wytwarzane w poprzek cewki i jest zależne od indukcyjność własna teoria. Reguła kciuka prawej ręki określa ścieżkę pola magnetycznego. Wynikowe natężenie pola magnetycznego jest oparte na prądzie wzbudzenia cewki i poziomie częstotliwości prądu przemiennego. Gdy cewka znajduje się w pobliżu metalowej powierzchni, nastąpi indukcja substancji.
Gdy cewka znajduje się w miejscu na próbce, w którym występuje ubytek, następuje przerwanie przepływu prądu wirowego, co skutkuje zmianami gęstości i kierunków. Odpowiednia zmiana siły wtórnego pola magnetycznego wywołuje zmiany w równowadze systemu, które są zapisywane jako impedancja cewki. Współczesne zmiany w technologii prądów wirowych obejmują prąd pulsacyjny, układ prądów wirowych i kilka innych.
Strata prądów wirowych
To jeszcze jeden ważny temat do omówienia.
Prądy wirowe powstają, gdy przewodnik poddawany jest zmiennym polom magnetycznym. Ponieważ te prądy wirowe są idealne i nie działają, powodują one utratę substancji magnetycznej i są znane jako straty prądów wirowych. Podobnie jak straty histerezy, straty prądów wirowych również wzmacniają substancję magnetyczną temperatura . Straty te nazywane są łącznie stratami magnetycznymi / rdzeniowymi / żelaznymi.
Strata prądów wirowych
Rozważmy utratę prądów wirowych w transformatorze.
Przepływ magnetyczny w wewnętrznej części rdzenia transformatora stymuluje emf w rdzeniu w oparciu o prawa Lenza i Faradaya, co pozwala na przepływ prądu do rdzenia. Plik Formuła utraty prądów wirowych jest dany przez
Strata prądów wirowych = dojestfadwabmdwaτdwa
W powyższym matematyczne wyrażenie strat prądów wirowych ,
'dojest’Reprezentuje stałą wartość opartą na rozmiarze i ma odwrotną zależność od rezystywności materiału.
„F” oznacza zakres częstotliwości materiału wzbudzającego
'Bm”Odpowiada maksymalnej wartości pola magnetycznego i
τ oznacza grubość materiału
Aby zminimalizować te straty prądu, sekcja rdzenia w transformatorze jest rozwijana przez montaż cienkich arkuszy określanych jako zebrane laminaty, a każda pojedyncza płyta jest ekranowana lub polerowana. Dzięki temu lakierowaniu ruch prądów wirowych jest ograniczony do bardzo minimalnego poziomu pola przekroju poprzecznego każdej pojedynczej płyty i jest osłonięty od innych płyt. Z tego powodu kierunek przepływu prądu osiąga małą wartość.
Aby zminimalizować wpływ strat prądów wirowych, istnieją głównie dwa podejścia.
Minimalizowanie poziomów natężenia prądu - Poziom wielkości prądu wirowego można zminimalizować poprzez podzielenie stałego rdzenia na cienkie arkusze zwane laminatami, które są równoległe do pola magnetycznego.
Każda pojedyncza laminacja jest pokryta z drugiego końca cienką powierzchnią folii tlenkowej lub lakierem. Dzięki laminowaniu rdzenia obszary przekroju są zminimalizowane, a więc stymulowana siła elektromotoryczna również zostaje zminimalizowana. Ponieważ powierzchnia przekroju poprzecznego jest minimalna tam, gdzie występuje przepływ prądu, poziomy rezystywności ulegają zwiększeniu.
Straty spowodowane tym prądem można również zminimalizować poprzez zastosowanie substancji magnetycznej o zwiększonej wartości rezystywności, takiej jak stal krzemowa.
Układ hamulcowy
Układ hamulcowy na prąd wirowy nazywane jest również hamowaniem elektrycznym / indukcyjnym. Jest to instrument używany do zatrzymywania lub spowalniania poruszającej się substancji poprzez rozpraszanie energii kinetycznej w postaci ciepła. W przeciwieństwie do ogólnych ciernych układów hamulcowych, ciśnienie przeciągania w obecnym hamulcu jest polem elektromagnetycznym między magnesem a sąsiednią rzeczą, która jest w ruchu względnym z powodu symulacji w symulacji przewodnika w prądzie wirowym przez EMF .
Zalety wady
Rozważmy teraz zalety i wady tej koncepcji.
Zalety prądów wirowych
- Podejście to ma zastosowanie głównie do procedury analitycznej
- Jest to bezdotykowa procedura analizy, która nie wykazuje żadnego wpływu na pracę
- Analiza jest całkowicie przyspieszona i daje precyzyjne wyniki
- Powierzchnię powłoki można łatwo przeanalizować, co jest stosowane w wielu produktach
- Jest nawet stosowany w urządzeniu prędkościomierza, a także w procedurze pieca indukcyjnego.
Wady prądów wirowych
- Z powodu tego procesu nastąpi wyciek strumienia magnetycznego
- Znaczne straty ciepła mają miejsce z powodu cyklicznych prądów z powodu tarcia obwodu magnetycznego. Dzięki temu energia elektryczna zostaje zmarnowana jako forma ciepła
Zastosowania prądów wirowych
- Stosowane w pociągach mają hamulce wiroprądowe
- Służy do oferowania momentu tłumiącego w urządzeniach PMMC
- Stosowany w urządzeniach elektrycznych, takich jak liczniki energii typu indukcyjnego
- Są one wykorzystywane do rozpoznawania uszkodzeń metalowych sekcji.
