/ / Strata prądu wirowego

Strata prądu wirowego

Gdy stosowane jest zmienne pole magnetycznemateriał magnetyczny i emf jest indukowany w samym materiale zgodnie z Prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya. Ponieważ materiał magnetyczny jest materiałem przewodzącym, te pola elektromagnetyczne krążą prądy w ciele materiału. Te prądy cyrkulacyjne nazywane są prądami wirowymi. Wystąpią, gdy przewodnik doświadczy zmieniającego się pola magnetycznego.

Ponieważ te prądy nie są odpowiedzialne za wykonywanie żadnej pożytecznej pracy, a to powoduje stratę (ja2Strata R) w materiale magnetycznym znanym jako Strata prądu wirowego. Podobne do utraty histerezy, strata prądu wirowegozwiększa również temperaturę materiału magnetycznego. Histereza i straty prądów wirowych w materiale magnetycznym są również znane pod nazwą strat żelaza lub strat rdzenia lub strat magnetycznych.

EDDY-CURRENT-LOSS

W przekroju rdzenia magnetycznego pokazanorysunek powyżej. Gdy zmieniający się strumień łączy się z samym rdzeniem, wywołuje on emf w rdzeniu, który z kolei ustawia prąd krążący zwany prądem wirowym, a te w zamian powodują stratę zwaną stratą prądu wirowego lub (JA2R) strata, gdzie I jest wartością prądu, a R jest oporem ścieżki prądu wirowego.

Jeśli rdzeń składa się z litego żelaza o większym polu przekroju poprzecznego, wielkość I będzie bardzo duża, a zatem straty będą wysokie. Aby zmniejszyć straty prądów wirowych, istnieją dwie metody.

  • Przez zmniejszenie wielkości prądów wirowych.

Wielkość prądu można zmniejszyć orozszczepienie solidnego rdzenia na cienkie arkusze zwane warstwami, w płaszczyźnie równoległej do pola magnetycznego. Każda laminacja jest izolowana od siebie cienką warstwą powłoki lakieru lub tlenku. Przez laminowanie rdzenia zmniejsza się obszar każdej sekcji, a tym samym zmniejsza się również indukowana emf. Ponieważ obszar, przez który przepływa prąd, jest mniejszy, wzrasta opór ścieżki prądu wirowego.

Zastosowania prądów wirowych

Jak wiesz, przez efekt prądu wirowegowytwarzane ciepło nie jest wykorzystywane do żadnej użytecznej pracy, ponieważ są one głównym źródłem strat energii w maszynach prądu zmiennego, takich jak transformator, generatory i silniki, a zatem jest znane jako straty prądu wirowego. Istnieją jednak pewne zastosowania tego prądu wirowego, takie jak ogrzewanie indukcyjne.

  • W przypadku ogrzewanie indukcyjne, żelazny wał jest umieszczony jako rdzeńcewka indukcyjna. Duża ilość ciepła jest wytwarzana w najbardziej zewnętrznej części wału przez prąd wirowy, gdy prąd o wysokiej częstotliwości jest przepuszczany przez cewkę. W środku szybu zmniejsza się ilość ciepła. Wynika to z faktu, że najbardziej zewnętrzne obrzeże wału zapewnia niską rezystancję dla prądów wirowych. Ten proces jest stosowany w samochodach do utwardzania powierzchniowego ciężkich wałów.
  • Efekt prądów wirowych jest również stosowany w przyrządach elektrycznych, takich jak liczniki energii indukcyjnej, do zapewnienia momentu hamującego
  • Do zapewnienia momentu tłumiącego w ruchomych cewkach z magnesami trwałymi.
  • Instrumenty wiroprądowe służą do wykrywania pęknięć w częściach metalowych.
  • Używany w pociągach z hamulcami wiroprądowymi.


Wyrażenie matematyczne dla utraty prądu wirowego

Trudno jest określić prąd wirowyutrata wartości rezystancji i prądu, ale w doświadczeniach strata mocy prądów wirowych w materiale magnetycznym jest podana przez równanie przedstawione poniżej

prąd wirowy-eq

gdzie,
Kmi - współczynnik prądu wirowego. Jego wartość zależy od natury materiału magnetycznego
bm - maksymalna wartość gęstości strumienia w wb / m2
T - grubość laminowania w metrach
F - częstotliwość odwrócenia pola magnetycznego w Hz
V - objętość materiału magnetycznego imm3

Przeczytaj także: