Predtým, ako sa dozvieme jasný scenár vírivých prúdov, poďme sa zoznámiť s jeho históriou, tým, ako bol vyvinutý, a aké sú jeho vylepšenia. Takže prvým vedcom, ktorý sa zaoberal konceptom tohto prúdu, bolo Arago v rokoch 1786 - 1853. Zatiaľ čo v období 1819 - 1868 získal Foucault zásluhy za objavenie vírov. prúd . A prvé využitie vírivých prúdov sa uskutočňuje na nedeštruktívnu analýzu, ktorá sa stala v roku 1879, keď Hughes implementoval koncepcie uskutočňovania metalurgických kategorizačných experimentov. Teraz článok poskytuje jasné vysvetlenie vírivých prúdov, ich princípov, matematických rovníc, použitia, nevýhod a aplikácií.

Čo je to vírivý prúd?

Nazývajú sa tiež Foucaultove prúdy, kde tieto obtekajú vodiče vo forme rotujúcich vírov v prúdoch. Simulujú sa zmenou magnetického poľa a pohybom v uzavretých prstencoch, ktoré sú vo vertikálnej polohe k rovine magnetického poľa. Vírivé prúdy môžu byť generované pri pohybe vodičov cez magnetické pole alebo pri odchýlkach v magnetickom poli, ktoré obklopuje pevné vodič .

To znamená, že čokoľvek, čo vyjde vo vodiči, čelí zmene buď v smere alebo intenzite magnetických polí, a to dodáva tieto cirkulujúce prúdy. Veľkosť tohto prúdu má priamu úmernosť s veľkosťou magnetického poľa, plochou prierezu slučky a veľkosťou zmeny toku a má inverznú proporcionálnu rýchlosť k vodiču odpor . Toto je hlavné princíp vírivých prúdov .

Vírivý prúd pracuje

Teória

Táto časť vysvetľuje teória vírivých prúdov a ako sa to dá pochopiť.

Prostredníctvom Lenzovho zákona tento prúd vytvára magnetické pole, ktoré je v rozpore s variáciami v magnetickom poli, ktoré vytváralo, a tak vírivé prúdy reagujú späť na príčinu magnetického poľa. Napríklad susedná vodivá hrana bude vyvíjať ťahavý tlak na pohyblivý magnet, ktorý sa líši jeho pohybom, pretože tieto prúdy sú stimulované na povrchu pohyblivého magnetického poľa.

Tento jav je použiteľný u bŕzd s vírivými prúdmi, ktoré sa používajú na rýchle odolávanie otáčavému výkonovému zariadeniu, keď sú VYPNUTÉ. Tok prúdu cez odpor vodiča dokonca rozptyľuje energiu ako teplo. Tento prúd je teda zásadným dôvodom straty energie v zariadeniach poháňaných striedavým prúdom, ktoré sú generátormi, tlmivky , a ďalšie. Aby sa to minimalizovalo, musí existovať špecifická konštrukcia, ako sú feritové jadrá alebo tienenie magnetické jadrá to sa musí urobiť.

Keď sa medená cievka alebo všeobecne elektrické vodiče nachádzajú v obvode, v ktorom prechádza striedavý prúd, magnetické pole sa vytvára cez cievku a je závislé od vlastná indukčnosť teória. A pravidlo pravého palca definuje cestu magnetického poľa. Výsledná sila magnetického poľa je založená na budiacom prúde cievky a úrovni frekvencie AC. Keď cievka leží v blízkosti kovového povrchu, dôjde k indukcii látky.

Keď cievka leží v mieste na vzorke s nedostatkom, dôjde k prerušeniu toku vírivých prúdov, čo má za následok zmeny v hustote a smeroch. Zodpovedajúca zmena v sile sekundárneho magnetického poľa spúšťa zmeny v rovnováhe systému, ktoré sa zaznamenávajú ako impedancia cievky. Súčasné zmeny v technológii vírivých prúdov pozostávajú z pulzného prúdu, poľa vírivých prúdov a niekoľkých ďalších.

Strata vírivých prúdov

Toto je ešte jedna zásadná téma, o ktorej sa bude diskutovať.

Vírivé prúdy sa vytvárajú, keď vodič prechádza rôznymi magnetickými poľami. Pretože tieto vírivé prúdy sú ideálne a nefunkčné, spôsobujú stratu magnetickej látky a sú známe ako straty vírivých prúdov. Rovnako ako straty hysteréziou, aj straty vírivými prúdmi zvyšujú magnetickú látku teplota . Tieto straty sa súhrnne nazývajú straty magnetické / jadro / železo.

Strata vírivých prúdov

Uvažujme o strate vírivých prúdov v transformátore.

Magnetický tok vo vnútornej časti jadra transformátora stimuluje emf v jadre na základe zákonov Lenza a Faradaya, ktoré umožňujú tok prúdu do jadra. The vzorec straty vírivých prúdov je daný

Strata vírivých prúdov k_jef^dvaB_m^dvaτ^dva

Vo vyššie uvedenom matematické vyjadrenie straty vírivých prúdov ,

'k_je„Predstavuje konštantnú hodnotu, ktorá je založená na veľkosti a má inverzný vzťah k odporu materiálu.

„F“ predstavuje frekvenčný rozsah budiaceho materiálu

„B_m‘Zodpovedá maximálnej hodnote magnetického poľa a

τ predstavuje hrúbku materiálu

Aby sa minimalizovali tieto straty prúdu, je časť jadra v transformátore vyvinutá zostavením tenkých plechov označovaných ako zhromaždené laminácie a každá jednotlivá doska je tienená alebo vyleštená. Týmto lakovaním je pohyb vírivých prúdov obmedzený na veľmi minimálnu úroveň plochy prierezu každej jednotlivej platne a chránený pred ostatnými platňami. Z tohto dôvodu smer prúdenia prúdu dosahuje malú hodnotu.

Aby sa minimalizoval dopad strát vírivých prúdov, existujú hlavne dva prístupy.

Minimalizácia úrovní prúdu - Úroveň vírivého prúdu je možné minimalizovať rozdelením pevného jadra na tenké pláty, ktoré sa nazývajú laminácie, kde sú v rovnobežnom smere s magnetickým poľom.

Každá jednotlivá laminácia je pokrytá z druhého konca štíhlym povrchom buď z oxidového filmu, alebo lakovaním. Prostredníctvom laminácie jadra sa minimalizujú prierezové plochy, a tak sa minimalizuje aj stimulovaná elektromotorická sila. Pretože plocha prierezu je minimálna tam, kde je prítomný prúd, zvyšuje sa úroveň odporu.

“čo je kondenzátor s paralelnými doskami ”

Straty, ku ktorým došlo týmto prúdom, je možné tiež minimalizovať zavedením magnetickej látky, ktorá má zvýšenú hodnotu rezistivity, ako je napríklad kremíková oceľ.

Brzdový systém

Brzdový systém na vírivý prúd sa nazýva aj elektrické / indukčné brzdenie. Jedná sa o prístroj používaný buď na zastavenie alebo spomalenie pohybujúcej sa látky rozptýlením kinetickej energie vo forme tepla. Na rozdiel od všeobecných trecích brzdových systémov je pret'ažovací tlak v súčasnej brzde EMF medzi magnetom a susednou vecou, ktorá je v relatívnom pohybe z dôvodu simulácie simulácie vodiča vo vírivom prúde pomocou EMF .

Výhody nevýhod

Teraz zvážte výhody a nevýhody tohto konceptu.

Výhody vírivých prúdov

Tento prístup je použiteľný hlavne pri analytickom postupe
Toto je postup bezkontaktnej analýzy, ktorý nepreukazuje žiadny vplyv na prácu
Analýza je kompletná a poskytuje presné výsledky
Povrch povlaku sa dá ľahko analyzovať a používa sa na viacerých výrobkoch
Používa sa dokonca v rýchlomernom prístroji a tiež v postupe indukčnej pece.

Nevýhody vírivých prúdov

Z tohto dôvodu dôjde k úniku magnetického toku
K výrazným stratám tepla dochádza v dôsledku cyklických prúdov v dôsledku trenia magnetického obvodu. S touto elektrickou energiou sa plytvá ako forma tepla