Теория на вихровите токове и приложения

Потокът на магнитното поле във вътрешността на ядрото на трансформатора индуцира ЕДС в ядрото, според законите на Фарадей и Ленц, което причинява протичане на вихреви токове в ядрото, както е показано на фигурата по-долу. Рассмотрете секция от ядрото на трансформатора, както е показано. Магнитното поле B(t), произведено от тока i(t) в обмотката, причинява протичане на вихреви токове ieddy в ядрото.

Загубите, причинени от вихревите токове, могат да бъдат записани по следния начин:

Където, ke = константа, зависеща от размера и обратнопропорционална на резистивността на материала,
f = честота на източника на възбуда,
Bm = максимална стойност на магнитното поле и
τ = дебелината на материала.

По-горното уравнение показва, че загубите от вихревите токове зависят от гъстината на потока, честотата и дебелината на материала и обратнопропорционални са на резистивността на материала.

• За намаляване на загубите от вихревите токове в трансформатора ядрото се формира от стекане на тънки пластинки, наречени ламинации, и всяка пластинка е изолирана или лакирана, така че потокът на вихреви токове да бъде ограничен до много малка площ на всяка пластинка и изолиран от другите пластинки. Следователно пътят на протичане на тока се намалява до минимум. Това е представено на фигурата по-долу :

• За увеличаване на резистивността на материала се използва хладнокован ориентиран зерново, CRGO градация стомана като ядро на трансформатора.

Свойства на вихревите токове

• Те се индуцират само във проводещи материали.

• Те се деформират от дефекти, като например трещини, корозия, ръбове и др.

• Вихревите токове се ослабват с дълбочина, с най-висока интензитет на повърхността.

Приложение на вихревите токове

Магнитно левитиране: Това е тип левитиране, основано на отблъскване, което намира приложение в съвременните високоскоростни Maglev влакове за осигуряване на безтръщобен транспорт. Променящият се магнитен поток, произведен от свръхпроводящ магнит, поставен на движещия се влак, поражда вихреви токове в стационарната проводеща плоча, над която влакът левитира. Вихревите токове взаимодействат с магнитното поле, за да произведат сили на левитиране.

Лечение на рак с хипертермия: Нагряване на тъканите чрез вихреви токове. Вихревите токове се индуцират в проводещите тръби чрез близки обмотки, свързани с кондензатор, за да се образува резонансен контур, свързан с източник на радиочестоти.

Спирање чрез вихреви токове: Кинетичната енергия се преобразува в топлина чрез загуби от вихреви токове, което намира множество приложения в промишлеността:

• Спирање на влакове.

• Спирање на атракция с влакче.

• Електрическа пила или дрълка за нейното бързо изключване.

Индукционно нагряване: Това е процес на електрическо нагряване на проводещо тяло чрез индуциране на вихреви токове в него с високочестотен електромагнит. Неговите основни приложения са индукционно готвене, индукционни печове, използвани за нагряване на метали до тяхната точка на топене, сваряване, лутане и др.

Привеждане в действие с регулируема скорост чрез вихреви токове: С помощта на обратна връзка контролер може да се постигне привеждане в действие с регулируема скорост чрез вихреви токове. То намира приложение в обработката на метали, конвейери, обработка на пластмаси и др.

Детектори на метали: Те откриват присъствието на метали в скали, почви и др. чрез индуциране на вихреви токове в металите, ако такива присъстват.

Приложения в обработката на данни: Неразрушителни тестове с вихреви токове се използват за изследване на състава и твърдостта на метални конструкции.

Приложения на спидометри и датчици за близост

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на правата, моля, се свържете за изтриване.