Virtaa vääntävän sähkövirran määritelmä
Lenzin lain mukaan, kun johtavan silmukan alttiina on muuttuva magneettikenttä, se tuottaa sähkömotori-voiman, joka aiheuttaa virran, joka vastustaa muutosta. Samoin, kun magneettikenttä muuttuu läpi johtavan kappaleen, kuten niitin tai levyn, se aiheuttaa virtoja materiaalin poikkileikkausalueilla.
Näitä virtauksia kutsutaan virtaa vääntäviksi virroiksi, koska ne muistuttavat pientä pyörivää kuiskelua, jota havaitaan järvissä ja valtamerissä. Nämä virtaa vääntävät virtapiirit voivat olla sekä hyödyllisiä että ei-toivottuja.
Vaikka ne aiheuttavat ei-toivottuja korkeita lämpölaskoja materiaaleissa, kuten muuntajan ydinssä, virtaa vääntäviä virtoja käytetään monissa teollisissa prosesseissa, kuten induktiokuumennuksessa, metallurgiassa, hitaammissa ja jarrutuksessa. Tämä artikkeli käsittelee virtaa vääntävän ilmiön teoriaa ja sovelluksia.
Virtaa vääntävä lasko muuntimessa
Muuntimen ytimessä oleva magneettikenttä aiheuttaa sähkömotori-voiman, mikä johtaa virtaa vääntäviin virtoihin Faradayn ja Lenzin laista. Ytimeen osiossa magneettikenttä B(t) kytkentävirrasta i(t) tuottaa virtaa vääntäviä virtoja ieddy.
Virtaa vääntävien virtojen aiheuttamat laskot voidaan kirjoittaa seuraavasti:
Missä, ke = vakio, joka riippuu koon ja käänteisesti materiaalin ohutuksesta,
f = aallonpituuden lähdteen taajuus,
Bm = magneettikentän huippuarvo ja
τ = materiaalin paksuus.
Yllä oleva yhtälö osoittaa, että virtaa vääntävän virran lasko riippuu fluxitiheydestä, taajuudesta ja materiaalin paksuudesta ja on käänteisesti verrannollinen materiaalin ohutukseen.
Virtaa vääntävien virtojen laskojen vähentämiseksi muuntimessa ydin tehdään pinnoitetusta ohuista levystä, joita kutsutaan laminaatioiksi. Jokainen levy eristetään rajoittamaan virtaa vääntäviä virtoja pieniin poikkileikkausalueisiin, mikä minimoi niiden polun ja vähentää laskoja.
Tämä on esitetty alla olevassa kuvassa:
Materiaalin ohutuksen lisäämiseksi muuntimen ytimeen käytetään kylmärautistettua hilavalmentunutta, CRGO-luokan terästä.
Virtaa vääntävien virtojen ominaisuudet
Näitä aiheutetaan vain johtavissa materiaaleissa.
Näitä vääristyy puutteiden, kuten reikien, roskemisen, reunusten jne. vaikutuksesta.
Virtaa vääntävät virrat heikkenevät syvyyden myötä, suurin intensiteetti ollessa pintalla.
Nämä ominaisuudet mahdollistavat virtaa vääntävien virtojen käytön sähkö-, lentokone- ja öljyteollisuudessa metallirakenteiden hajoamisten ja vaurioiden havaitsemiseen.
Virtaa vääntävien virtojen sovellukset
Magneettinen levinnyt: Se on levitystyyppinen levitys, joka löytyy nykyaikaisista nopeista Maglev-junista tarjotakseen kitkattoman kuljetuksen. Muuttuva magneettifluxi, jota superjohtava magneetti, joka on sijoitettu liikkuvalle junalle, tuottaa, tuottaa virtaa vääntäviä virtoja paikan päällä olevalla johtavalla levylle, jossa juna leviää. Virtaa vääntävät virrat vuorovaikutavat magneettikentän kanssa tuottaakseen levitysvälineet.
Hypertermian syöpähoito: Virtaa vääntävää kuumennusta käytetään kudoslämmitykseen. Virtaa vääntävät virrat, jotka aiheutetaan johtaviin putkiin lähellä olevilla kierronvarjoilla, jotka ovat yhdistetty kondensaattoriin muodostamaan säiliökierroksen, joka on yhdistetty radiofrekvenssilähdeeseen.
Virtaa vääntävä jarrutus: Kineettinen energia, joka muuntuu lämpöenergiaksi virtaa vääntävien virtojen aiheuttamien laskojen takia, löytää lukuisia sovelluksia teollisuudessa.
Junien jarrutus.
Risteilijän jarrutus.
Sähköisen hakasin tai poran hätäsammutus.
Induktiohuoneistus: Tämä prosessi sähköistää johtavan kappaleen aiheuttaen virtaa vääntäviä virtoja korkealta taajuisella sähkömagneetilla. Sitä käytetään pääasiassa induktiokokeille, uunissa metallien sulattamiseen, hitauteen ja lasimaalaamiseen.
Virtaa vääntävät säädettävät nopeusajurit: Palauteohjaimen avulla virtaa vääntävän nopeusajurin saavutetaan. Sillä on sovelluksia metallin muodostamisessa, kuljetusalustoissa, muoviprosessoissa jne.
Metallidetektorit: Se havaitsee metallien läsnäolon kiveissä, maaperässä jne. virtaa vääntävän virran avulla, jos metallia on olemassa.
Datakäsittelysovellukset: Eddy current non-destructive testing käytetään metallirakenteiden koostumuksen ja kovuuden tutkimiseen.
