Preden spoznamo jasen scenarij vrtinčnega toka, začnimo vedeti njegovo zgodovino, kako je bil razvit in kakšne so njegove izboljšave. Torej, prvi znanstvenik, ki je preučil koncept tega toka, je bil Arago v letih 1786 - 1853. Medtem ko je v obdobju med 1819 - 1868 Foucault pridobil zasluge pri odkritju vrtinčkov trenutno . In prva uporaba vrtinčnega toka se zgodi za nedestruktivno analizo, ki se je zgodila leta 1879, ko je Hughes uvedel koncepte izvedbe metalurških eksperimentalnih kategorizacij. Zdaj članek daje jasno razlago vrtinčnega toka, njegovo načelo, matematične enačbe, uporabe, pomanjkljivosti in aplikacije.
Kaj je vrtinčni tok?
Ti se imenujejo tudi Foucaultovi tokovi, kjer ti tečejo okoli vodnikov v obliki vrtljivih vrtinčkov v potokih. Ti so simulirani s spreminjanjem magnetnih polj in gibanjem v zaprtih obročih, ki so v navpičnem položaju na ravnino magnetnega polja. Vrtinčasti tokovi se lahko ustvarijo, kadar se vodnik premika po magnetnem polju ali kadar obstaja sprememba magnetnega polja, ki zapira fiksno voznik .
To pomeni, da se vse, kar pride v prevodniku, sooči s preusmeritvijo v smeri ali jakosti magnetnega polja, kar zagotavlja te krožne tokove. Velikost tega toka je neposredno sorazmerna z velikostjo magnetnega polja, površino prečnega prereza zanke in količino spremembe pretoka ter ima obratno sorazmerno hitrost z vodnikom upornost . To je glavno načelo vrtinčnega toka .
Vrtinčni tok deluje
Teorija
Ta odstavek razlaga teorija vrtinčnih tokov in kako ga je mogoče razumeti.
Po Lenzovem zakonu ta tok ustvarja magnetno polje, ki je v nasprotju z variacijami magnetnega polja, ki ga je ustvaril, zato se vrtinčni tokovi odzovejo nazaj na vzrok magnetnega polja. Sosednji prevodni rob bo na primer povzročil vlečni pritisk na premični magnet, ki se razlikuje od njegovega gibanja, ker so ti tokovi stimulirani na površini magnetnega polja, ki je gibljivo.
Ta pojav velja za zavore z vrtinčnimi tokovi, ki se uporabljajo, da se hitro uprejo vrtljivi pogonski opremi, ko so izklopljene. Pretok toka preko odpornosti vodnika celo razprši energijo kot toploto. Torej, ta tok je ključni razlog za izgubo energije v napravah z izmeničnim tokom, ki so generatorji, induktorji , in drugi. Da bi to čim bolj zmanjšali, mora obstajati posebna konstrukcija, kot so feritna jedra ali zaščitena magnetna jedra to je treba storiti.
Ko se bakrena tuljava ali na splošno električni vodniki nahajajo v tokokrogu, kjer prehaja izmenični tok, se magnetno polje ustvari čez tuljavo in je to odvisno od samoinduktivnost teorija. Pravilo desnega palca določa pot magnetnega polja. Rezultat jakosti magnetnega polja temelji na vzbujevalnem toku tuljave in nivoju AC frekvence. Ko tuljava leži v bližini kovinske površine, bo prišlo do indukcije snovi.
Ko tuljava leži na mestu na vzorcu s pomanjkanjem, pride do prekinitve toka vrtinčnega toka, kar povzroči spremembe gostote in smeri. Ustrezna sprememba jakosti sekundarnega magnetnega polja sproži spremembe v sistemskem ravnotežju, kar je zapisano kot impedanca tuljave. Sodobne spremembe v tehnologiji vrtinčnih tokov sestavljajo impulzni tok, niz vrtinčnih tokov in nekaj drugih.
Eddy Current Izguba
To je še ena ključna tema, o kateri bomo razpravljali.
Vrtinčasti tokovi nastanejo, ko na vodnik vplivajo različna magnetna polja. Ker so ti vrtinčni tokovi idealni in ne delujejo, povzročajo izgubo magnetne snovi in so znani kot vrtinčni tokovi. Enako kot izgube zaradi histereze tudi izgube vrtinčnega toka povečajo magnetno snov temperatura . Te izgube se skupaj imenujejo izgube zaradi magnetnega / jedra / železa.
Eddy Current Izguba
Upoštevajmo izgube vrtinčnega toka v transformatorju.
Magnetni tok v notranjem delu jedra transformatorja spodbuja EMS v jedru, ki temelji na Lenzovih in Faradayevih zakonih, kar omogoča pretok toka v jedro. The formula izgube vrtinčnega toka je podano z
Izguba vrtinčnega toka = dojefdvaBmdvaτdva
V zgornjem matematični izraz izgube vrtinčnega toka ,
'dojePredstavlja konstantno vrednost, ki temelji na velikosti in ima inverzno razmerje do upornosti materiala.
„F“ predstavlja frekvenčno območje materiala za vzbujanje
'Bm'Ustreza največji vrednosti magnetnega polja in
τ predstavlja debelino materiala
Da bi zmanjšali te trenutne izgube, je jedro v transformatorju razvito s sestavljanjem tankih plošč, imenovanih zbrane lamelacije in vsaka posamezna plošča je zaščitena ali polirana. S tem lakiranjem je gibanje vrtinčnih tokov omejeno na zelo minimalen nivo prečnega prereza vsake posamezne plošče in zaščiteno pred drugimi ploščami. Zaradi tega smer toka toka doseže majhno vrednost.
Da bi zmanjšali vpliv izgub na vrtinčnih tokih, obstajata predvsem dva pristopa.
Zmanjšanje ravni jakosti toka - Raven jakosti vrtinčnega toka je mogoče zmanjšati z razdelitvijo trdnega jedra na tanke plošče, ki se imenujejo laminacije, kjer so ti vzporedno s magnetnim poljem.
Vsaka posamezna laminacija je prekrita z drugega konca z uporabo tanke površine bodisi oksidnega filma bodisi z lakiranjem. Skozi laminiranje jedra se območja prereza zmanjšajo na minimum, tako da se zmanjša tudi spodbujena elektromotorna sila. Ker je površina prečnega prereza minimalna, kjer je trenutni tok, se stopnje upornosti povečajo.
Izgubo, ki se je zgodila s tem tokom, lahko zmanjšamo tudi z uporabo magnetne snovi, ki ima povečano vrednost upora, kot je silicijevo jeklo.
Zavorni sistem
Zavorni sistem na vrtinčne tokove se imenuje tudi električno / indukcijsko zaviranje. To je instrument, ki se uporablja za zaustavitev ali upočasnitev gibljive snovi z razprševanjem kinetične energije v obliki toplote. V nasprotju s splošnimi tornimi zavornimi sistemi je vlečni tlak v trenutni zavori EMF med magnetom in sosednjo stvarjo, ki se relativno giblje zaradi simulacije simulacije vodnika v vrtinčnem toku prek EMF .
Prednosti slabosti
Zdaj pa razmislite o prednostih in slabostih tega koncepta.
Prednosti vrtinčnega toka
- Ta pristop se uporablja predvsem za postopek analize
- To je postopek brezkontaktne analize, ki ne kaže vpliva na delo
- Analiza je popolnoma pospešena in daje natančne rezultate
- Prevlečno površino je enostavno analizirati in uporabiti na več izdelkih
- Uporablja se celo v napravi za merjenje hitrosti in tudi pri postopku indukcijske peči.
Slabosti vrtinčnega toka
- Zaradi tega postopka bo prišlo do uhajanja magnetnega toka
- Zaradi cikličnih tokov zaradi trenja magnetnega kroga pride do velike izgube toplote. S tem se električna energija izgublja kot oblika toplote
Aplikacije Eddy Current
- V vlakih, ki imajo zavore z vrtinčnim tokom
- Uporablja se za navor dušenja v napravah PMMC
- Uporablja se v električnih napravah, kot so indukcijski števci energije
- Ti so zaposleni, da poznajo poškodbe na kovinskih odsekih.
