Než se seznámíme s jasným scénářem vířivého proudu, pojďme začít znát jeho historii, jak byl vyvinut a jaké jsou jeho vylepšení. Takže prvním vědcem, který se zabýval konceptem tohoto proudu, bylo Arago v letech 1786 - 1853. Zatímco v období 1819 - 1868 získal Foucault ocenění za objevení vírů aktuální . A první využití vířivých proudů probíhá pro nedestruktivní analýzu, ke které došlo v roce 1879, kdy Hughes implementoval koncepty provádění metalurgických kategorizačních experimentů. Nyní článek poskytuje jasné vysvětlení vířivého proudu, jeho principu, matematických rovnic, použití, nevýhod a aplikací.
Co je vířivý proud?
Nazývají se také Foucaultovy proudy, kde proudí kolem vodičů ve formě rotujících vírů v proudech. Ty se simulují změnou magnetického pole a pohybem v uzavřených prstencích, které jsou ve svislé poloze k rovině magnetického pole. Vířivé proudy mohou být generovány při pohybu vodičů přes magnetické pole nebo při odchylkách v magnetickém poli, které obklopuje pevné Řidič .
To znamená, že vše, co vychází z vodiče, čelí přepínání buď ve směru nebo intenzitě magnetického pole, a to dodává tyto cirkulující proudy. Velikost tohoto proudu má přímý poměr s velikostí magnetického pole, plochou průřezu smyčky a velikostí změny toku a má inverzní proporcionální rychlost vůči vodiči odpor . To je hlavní princip vířivých proudů .
Vířivý proud pracuje
Teorie
Tato část vysvětluje teorie vířivých proudů a jak to lze pochopit.
Prostřednictvím Lenzova zákona tento proud vytváří magnetické pole, které je v rozporu s kolísáním magnetického pole, které vytvářelo, a tak vířivé proudy reagují zpět na příčinu magnetického pole. Například sousední vodivá hrana bude vyvíjet tažný tlak na pohyblivý magnet, který se liší jeho pohybem, protože tyto proudy jsou stimulovány na povrchu magnetického pole, které je pohyblivé.
Tento jev je použitelný u brzd s vířivými proudy, které se používají k rychlému odolávání zařízení s otáčivým pohonem, když jsou VYPNUTY. Tok proudu napříč odporem vodiče dokonce rozptyluje energii jako teplo. Tento proud je tedy zásadním důvodem ztráty energie v zařízeních poháněných střídavým proudem, které jsou generátory, induktory , a další. Aby se to minimalizovalo, musí existovat specifická konstrukce, jako jsou feritová jádra nebo stíněné magnetická jádra to musí být provedeno.
Když se měděná cívka nebo obecně elektrické vodiče nacházejí v obvodu, kde dochází k průchodu střídavého proudu, vytváří se magnetické pole přes cívku a to závisí na vlastní indukčnost teorie. Pravidlo pravého palce definuje cestu magnetického pole. Výsledná intenzita magnetického pole je založena na budicím proudu cívky a úrovni střídavého kmitočtu. Když cívka leží v blízkosti kovového povrchu, dojde k indukci látky.
Když cívka leží v místě na vzorku majícím nedostatek, dojde k přerušení toku vířivých proudů, což má za následek změnu hustoty a směrů. Odpovídající variace síly sekundárního magnetického pole spouští změny v rovnováze systému, které se zaznamenávají jako impedance cívky. Současné změny v technologii vířivých proudů zahrnují pulzní proud, pole vířivých proudů a několik dalších.
Ztráta vířivými proudy
Toto je další zásadní téma, o kterém se bude diskutovat.
Vířivé proudy se generují, když vodič prochází měnícími se magnetickými poli. Protože tyto vířivé proudy jsou ideální a nefunkční, způsobují ztrátu magnetické látky a jsou známé jako ztráty vířivými proudy. Stejně jako ztráty hysterezí, ztráty vířivými proudy také zvyšují magnetickou látku teplota . Tyto ztráty se souhrnně nazývají ztráty magnetické / jádro / železo.
Ztráta vířivými proudy
Uvažujme ztrátu vířivých proudů v transformátoru.
Magnetický tok ve vnitřní části jádra transformátoru stimuluje emf v jádru na základě Lenzových a Faradayových zákonů, které umožňují tok proudu do jádra. The vzorec ztráty vířivých proudů je dána
Ztráta vířivým proudem kjeFdvaBmdvaτdva
Ve výše uvedeném matematické vyjádření ztráty vířivými proudy ,
‘kje„Představuje konstantní hodnotu, která je založena na velikosti a má inverzní vztah k měrnému odporu materiálu.
„F“ představuje frekvenční rozsah budicího materiálu
„Bm„Odpovídá maximální hodnotě magnetického pole a
τ představuje tloušťku materiálu
Aby se minimalizovaly tyto ztráty proudu, je jádrová část v transformátoru vyvinuta sestavením tenkých plechů označovaných jako shromážděné laminace a každá jednotlivá deska je stíněná nebo leštěná. U tohoto lakování je pohyb vířivých proudů omezen na velmi minimální úroveň plochy průřezu každé jednotlivé desky a stíněn od ostatních desek. Z tohoto důvodu dosáhne směr toku proudu malé hodnoty.
Aby se minimalizoval dopad ztrát vířivými proudy, existují hlavně dva přístupy.
Minimalizace úrovní proudu - Úroveň vířivého proudu lze minimalizovat rozdělením pevného jádra na tenké desky, které se nazývají laminace, kde jsou v paralelním směru s magnetickým polem.
Každá jednotlivá laminace je pokryta z druhého konce pomocí tenkého povrchu buď oxidového filmu, nebo lakováním. Prostřednictvím laminace jádra se minimalizují průřezové plochy, a tak se minimalizuje také stimulovaná elektromotorická síla. Protože plocha průřezu je minimální tam, kde je aktuální proud, zvyšují se úrovně odporu.
Ztráty, ke kterým došlo tímto proudem, lze také minimalizovat zavedením magnetické látky, která má zvýšenou hodnotu měrného odporu, jako je křemíková ocel.
Brzdový systém
Brzdový systém na vířivý proud se také nazývá elektrické / indukční brzdění. Jedná se o nástroj, který se používá k zastavení nebo zpomalení pohybující se látky rozptylováním kinetické energie ve formě tepla. Na rozdíl od obecných třecích brzdových systémů je tažný tlak v současné brzdě EMF mezi magnetem a přilehlou věcí, která je v relativním pohybu kvůli simulaci v simulaci vodiče ve vířivém proudu pomocí EMF .
Výhody nevýhod
Nyní zvažte výhody a nevýhody tohoto konceptu.
Výhody vířivých proudů
- Tento přístup je použitelný hlavně pro postup analýzy
- Toto je postup bezkontaktní analýzy, který nevykazuje žádný dopad na práci
- Analýza je zcela zrychlená a poskytuje přesné výsledky
- Povrch povlaku se snadno analyzuje a používá se na více produktů
- Je dokonce použit v rychloměru a také v postupu indukční pece.
Nevýhody vířivých proudů
- Kvůli tomuto procesu dojde k úniku magnetického toku
- K velkému tepelnému úniku dochází kvůli cyklickým proudům v důsledku tření magnetického obvodu. S touto elektrickou energií se plýtvá jako forma tepla
Aplikace vířivých proudů
- Ve vlacích mají brzdy s vířivými proudy
- Používá se k nabízení tlumicího momentu v zařízeních PMMC
- Používá se v elektrických zařízeních, jako jsou indukční elektroměry
- Používají se ke zjištění poškození kovových profilů.
