Вихров ток динамометър е специално устройство с по-малко загуби, висока ефективност и по-универсално в сравнение с конвенционалния механичен динамометър. В динамометъра с вихрови токове загубите са по-малки поради липсата на физически контакт между намотките и възбуждането. Поради малкия си размер и разресваемост, той има многобройни приложения и дори в някои случаи, като тестване на ефективността на двигателя с вътрешно горене, той се използва като товар. Тази статия разглежда общ преглед на динамометър с вихрови токове.
Какво представлява динамометърът с вихрови токове?
Динамометърът с вихрови ток е електромеханично устройство за преобразуване на енергия, което преобразува механичната енергия в електрическа. Той основно използва Закона на Фарадей от електромагнитна индукция като негов принцип на работа. Схема на динамометъра е показана по-долу.
Строителство
Конструктивните аспекти на динамометъра с вихрови токове са показани на горната фигура. Състои се от външната рамка като статор, който също се нарича неподвижен елемент на машината. Статорът се състои от намотки, които са поставени в прорези на статора. Когато статорните намотки се възбудят, в бобините на статора се създава магнитно поле на статора. В случай на машини с висока оценка, 3-фазните намотки са поставени в слотовете на статора.
Намотките на статора са изработени от мед. Външната рамка, т.е. статорът е направен от магнитен материал като чугун или силициева стомана в случай на деликатни приложения. Въртящият се елемент се нарича ротор, който се държи под намотките на статора. Роторът е поставен върху вал, така че да може да се върти. Роторните намотки са поставени върху роторните отвори. При тежките машини се използват трифазни роторни намотки, които да се държат върху роторните слотове.
Роторът трябва да бъде свързан към основния двигател, така че когато основният двигател се върти, той осигурява механичния вход на устройството. Захранване с постоянен ток се използва за възбуждане на намотките на статора. В случай на големи машини, токоизправител единици се използват за постигане на това DC захранване. За големи машини маслото се използва за охлаждане и изолация на намотките на статора. Това е важно за разсейване на генерираната топлина.
След като измервателят на тока, както е показано на диаграмата, се използва за измерване на произведения ток и индуциран въртящ момент. Показалец е свързан с рамо към статора, който може да измерва въртящия момент, генериран в ротора. И със знанието за скоростта, като използваме тази стойност на въртящия момент, можем да изчислим генерираната мощност в машината.
Динамометър работи
Динамометърът с вихрови токове работи на принципа на Закона за електромагнитната индукция на Фарадес. Съгласно закона, когато има относително изместване между набор от проводници и магнитно поле, върху комплекта на проводника се индуцира ЕРС. Тази ЕДС се нарича динамично индуцирана ЕДС. В случая на динамометъра, когато полюсите на статора се възбуждат с постоянен ток, който е свързан към статора.
Работещи
Когато е свързано захранването с постоянен ток, статорните намотки се възбуждат и в намотките на статора се създава магнитно поле. В случай на трифазна машина, ние получаваме 3-фазно въртящо се магнитно поле в статорните намотки, когато намотките се възбуждат с трифазното захранване. Когато основният двигател се върти, роторът, роторните намотки се въртят и взаимодействат с магнитното поле на статора.
Трябва да се отбележи, че при това магнитното поле на статора има статичен характер. Тъй като възбуждането е DC, получаваме статично магнитно поле. Когато роторните намотки прережат магнитното поле на статора, се предизвиква ЕРС, тъй като в този случай магнитното поле е статично и проводниците се въртят. Така че има относително изместване между магнитното поле и проводниците.
Характеристики на Вихротоков динамометър
Трябва да се отбележи, че динамометърът с вихрови токове се различава от конвенционалния механичен динамометър. В този случай, когато роторът на динамометъра прекъсва магнитното поле на статора, върху проводниците на ротора се индуцира ЕРС. Той води до протичане на вихрови токове в проводниците на ротора. Посоката на вихровите токове е противоположна на промяната в магнитния поток и се генерира в ротора.
Роторът се противопоставя на силата, упражнявана поради магнитния поток, но поради входа на основния двигател, той продължава да се върти. И тъй като няма физически контакт между магнитното поле и проводниците, произведените загуби са много по-малки в сравнение с конвенционалния генератор.
За разлика от конвенционалния механичен динамометър, при динамометър с вихрови токове рамото е свързано към тялото на статора. В края на рамото е свързан указател, който може да измерва въртящия момент, произведен в намотката на ротора. Познавайки скоростта на ротора, може да се знае количеството мощност, тъй като мощността е равна на произведението на въртящия момент и скоростта.
Предимства на динамометъра
Предимствата на вихротоковия динамометър са
- Той е по-ефективен в сравнение с конвенционалния механичен динамометър поради ниските загуби на триене.
- Структурата му е проста
- С него може да се работи по-удобно в сравнение с конвенционалните динамометри
- Той има бърза динамична реакция поради ниската инерция на въртене.
- Поради липсата на огромни намотки, броят на загубите на мед е по-малък.
- Той може лесно да бъде свързан към външен блок за управление, за да следи потока на токовете и дори да го контролира.
- Спирачният момент е много висок
- Той е много точен и стабилен
Приложения
Основните приложения са
- Изпитване на ефективността на двигателя с вътрешно горене
- Използва се в двигател с малка мощност
- Части за автомобилна трансмисия
- Газови турбини
- Водни турбини
Следователно видяхме принципите на работа на динамометрите, които са компактни и универсални по своята същност. Трябва да се мисли как може да се приведат работните характеристики на вихровия ток динамометър до нивото на конвенционалните механични динамометри?
