Прежде чем узнать четкий сценарий вихревых токов, давайте начнем узнавать его историю, как он был разработан и в чем его усовершенствования. Итак, первым ученым, изучившим концепцию этого течения, был Араго в 1786–1853 годах. Тогда как в период между 1819–1868 годами Фуко получил признание в открытии вихря. текущий . И первое использование вихревых токов имеет место для неразрушающего анализа, которое произошло в 1879 году, когда Хьюз реализовал концепции проведения экспериментов с металлургической категоризацией. Теперь в статье дается четкое объяснение вихретокового тока, его принципа, математических уравнений, использования, недостатков и приложений.
Что такое вихретоковый ток?
Их также называют токами Фуко, они текут вокруг проводников в виде вращающихся завихрений в потоках. Они моделируются путем изменения магнитных полей и движения замкнутых колец, которые находятся в вертикальном положении по отношению к плоскости магнитного поля. Вихревые токи могут возникать при движении проводника поперек магнитного поля или при изменении магнитного поля, окружающего фиксированный Водитель .
Это означает, что все, что попадает в проводник, подвергается изменению направления или интенсивности магнитного поля, и это обеспечивает эти циркулирующие токи. Величина этого тока прямо пропорциональна размеру магнитного поля, площади поперечного сечения контура и величине изменения магнитного потока и обратно пропорциональна скорости проводника. удельное сопротивление . Это главное принцип вихревых токов .
Вихретоковая работа
Теория
В этом разделе объясняется теория вихревых токов и как это можно понять.
Согласно закону Ленца, этот ток создает магнитное поле, которое противоречит изменению магнитного поля, которое было создано им, и поэтому вихревые токи реагируют на причину магнитного поля. Например, соседняя проводящая кромка будет оказывать тормозящее давление на подвижный магнит, которое отличается в зависимости от его движения, потому что эти токи стимулируются поверхностью подвижного магнитного поля.
Это явление применимо к вихретоковым тормозам, которые используются для быстрого сопротивления вращающемуся силовому оборудованию, когда они выключены. Прохождение тока через сопротивление проводника даже рассеивает энергию в виде тепла. Таким образом, этот ток является решающей причиной потерь энергии в устройствах с приводом от переменного тока, которые являются генераторами, индукторы , и другие. Чтобы свести это к минимуму, необходима особая конструкция, например ферритовые сердечники или экранированные магнитопроводы это должно быть сделано.
Когда медная катушка или в целом электрические проводники расположены в цепи, где проходит переменный ток, магнитное поле создается поперек катушки, и это зависит от самоиндукция теория. А правило большого пальца правой руки определяет путь магнитного поля. Результирующая напряженность магнитного поля зависит от тока возбуждения катушки и уровня частоты переменного тока. Когда катушка находится вблизи поверхности металла, происходит индукция вещества.
Когда катушка лежит в том месте на образце, где имеется дефект, происходит прерывание вихревого тока, что приводит к изменению плотности и направлений. Соответствующее изменение силы вторичного магнитного поля вызывает изменения в балансе системы, которые записываются как импеданс катушки. Современные изменения в технологии вихревых токов включают импульсный ток, матрицу вихретоковых измерений и некоторые другие.
Вихретоковые потери
Это еще одна важная тема для обсуждения.
Вихревые токи возникают, когда проводник подвергается воздействию переменных магнитных полей. Поскольку эти вихревые токи идеальны и не работают, они вызывают потери в магнитном веществе и известны как потери на вихревые токи. Точно так же, как потери на гистерезис, потери на вихревые токи также увеличивают магнитное вещество. температура . Эти потери в совокупности называются потерями в магнитном поле / сердечнике / железе.
Вихретоковые потери
Рассмотрим потери на вихревые токи в трансформаторе.
Магнитный поток во внутренней части сердечника трансформатора стимулирует ЭДС в сердечнике в соответствии с законами Ленца и Фарадея, что позволяет протекать току в сердечник. В формула потерь на вихревые токи дан кем-то
Вихретоковые потери = кявляетсяждваBмдваτдва
В приведенном выше математическое выражение потерь на вихревые токи ,
'кявляется’Представляет собой постоянное значение, зависящее от размера и обратно пропорциональное удельному сопротивлению материала.
‘F’ представляет собой частотный диапазон возбуждающего материала.
'Bм’Соответствует максимальному значению магнитного поля и
τ представляет толщину материала
Чтобы свести к минимуму эти потери тока, секция сердечника в трансформаторе создается путем сборки тонких листов, называемых собранными слоями, и каждая отдельная пластина экранируется или полируется. С помощью этого лакирования движение вихревых токов ограничивается очень минимальным уровнем площади поперечного сечения каждой отдельной пластины и экранируется от других пластин. Из-за этого направление потока тока достигает небольшого значения.
Чтобы свести к минимуму влияние потерь на вихревые токи, существует два основных подхода.
Сведение к минимуму уровней величины тока - Уровень величины вихревого тока можно минимизировать, разделив твердый сердечник на тонкие листы, которые называются пластинами, если они расположены в направлении, параллельном магнитному полю.
Каждый ламинат покрывается с другого конца тонкой поверхностью из оксидной пленки или лаком. Благодаря ламинированию сердечника площади поперечного сечения сводятся к минимуму, и поэтому стимулируемая электродвижущая сила также сводится к минимуму. Поскольку площадь поперечного сечения минимальна там, где протекает ток, уровни удельного сопротивления увеличиваются.
Потери, возникающие из-за этого тока, также могут быть минимизированы применением магнитного вещества с повышенным значением удельного сопротивления, такого как кремнистая сталь.
Система торможения
Система вихретокового торможения также называется электрическим / индукционным торможением. Этот инструмент используется для остановки или замедления движущегося вещества за счет рассеивания кинетической энергии в виде тепла. В отличие от обычных фрикционных тормозных систем, тормозное давление в токовом тормозе представляет собой ЭДС между магнитом и соседним предметом, который находится в относительном движении из-за моделирования в моделировании проводника в вихревых токах через ЭДС .
Достоинства недостатков
Теперь рассмотрим преимущества и недостатки этой концепции.
Преимущества вихревых токов
- Этот подход в основном применим к процедуре анализа.
- Это бесконтактная процедура анализа, не оказывающая влияния на работу.
- Анализ полностью ускорен и дает точные результаты
- Поверхность покрытия легко анализируется, что позволяет использовать его на нескольких продуктах.
- Он даже используется в устройстве спидометра, а также в индукционной печи.
Недостатки вихревых токов
- Из-за этого процесса будет утечка магнитного потока.
- Значительные потери тепла происходят из-за циклических токов из-за трения магнитной цепи. При этом электрическая энергия теряется в виде тепла.
Применение вихретокового тока
- Реализуется в поездах с вихретоковыми тормозами.
- Используется для демпфирования крутящего момента в устройствах PMMC
- Используется в электрических устройствах, таких как счетчики энергии индукционного типа.
- Они используются для определения повреждений металлических секций.
