Wervelstroomtheorie en toepassingen
Wat zijn Eddy Stromen
Volgens de wet van Lenz krijgt een geleidende lus wanneer deze blootgesteld wordt aan een variërend magnetisch veld een geïnduceerde spanning, waardoor stroom in een richting stroomt die de verandering tegengaat die het veroorzaakt. Hetzelfde geldt wanneer in plaats van een gesloten geleidende lus, de verandering in het magnetisch veld door een geleidend lichaam, bijvoorbeeld een filament of een plaat van magnetisch of niet-magnetisch materiaal, stromen doet stromen in de kruisdoorsnede op passende gesloten paden.
Deze stromen krijgen de naam eddy stromen naar analogie met waterwervelingen, kleine draaiende wervels die in meren en oceanen worden waargenomen. Deze eddy stroomlusjes kunnen zowel nuttig als ongewenst zijn.
Hoewel ze ongewenste hoge warmteverliezen in materialen zoals transformatorkernen veroorzaken, vinden eddy stromen toepassing in verschillende industriële processen zoals induktieverwarming, metallurgie, lassen, remmen, enz. Dit artikel gaat over de theorie en toepassingen van het eddy stroomverschijnsel.
Eddy Strom Verlies in Transformatoren
Het magnetische veld dat binnen de kern van de transformatoren stroomt, induceert een spanning in de kern volgens de wetten van Faraday en Lenz, wat leidt tot het stromen van eddy stromen in de kern, zoals in de figuur hieronder wordt getoond. Overweeg een sectie van de kern van de transformatoren zoals hier getoond. Het magnetische veld B(t) dat wordt geproduceerd door de windingstroom i(t), veroorzaakt eddy stroom ieddy om te stromen binnen de kern.
Het verlies door eddy stromen kan als volgt worden geschreven :
Waarbij, ke = constante afhankelijk van de grootte en omgekeerd evenredig met de elektrische weerstand van het materiaal,
f = frequentie van de opwekkingsbron,
Bm = piekwaarde van het magnetische veld en
τ = dikte van het materiaal.
De bovenstaande vergelijking toont aan dat het eddy stroomverlies afhankelijk is van de fluxdichtheid, de frequentie en de dikte van het materiaal en omgekeerd evenredig met de elektrische weerstand van het materiaal.
Om de eddy stroomverliezen in de transformator te verminderen, wordt de kern gevormd door dunne platen, genaamd laminaties, samen te stapelen en elke plaat is geïsoleerd of vernist, zodat de stroom van eddy stroom beperkt blijft tot een zeer kleine doorsnede van elke plaat en geïsoleerd is van andere platen. Daardoor neemt het pad van de stroomtoevoer tot een minimum af. Dit wordt weergegeven in de onderstaande figuur :
Om de elektrische weerstand van het materiaal te verhogen, wordt koud gewalst korrelgericht, CRGO staal gebruikt als kern van de transformatoren.
Eigenschappen van Eddy Stromen
Deze worden alleen geïnduceerd in geleidende materialen.
Deze worden vervormd door defecten zoals scheuren, corrosie, randen, enz.
Eddy stromen verminderen met de diepte, met de hoogste intensiteit aan de oppervlakte.
Toepassing van Eddy Stromen
Magnetische Levitatie: Dit is een afstotend type levitatie dat toepassing vindt in moderne snelle maglev treinen voor wrijvingsloze transport. De veranderende magnetische flux die wordt geproduceerd door een supergeleidend magneet dat op de bewegende trein is geplaatst, produceert eddy stromen op het stationaire geleidende blad waarover de trein zweeft. De eddy stromen interacteren met het magnetische veld om krachten van levitatie te produceren.
Hyperthermie Kanker Behandeling: Eddy stroomverwarming wordt gebruikt voor weefselverwarming. Eddy stromen worden geïnduceerd in de geleidende buizen door nabijgelegen spoelwindingen die verbonden zijn met een condensator om een tankcircuit te vormen, dat is verbonden met een radiofrequentiebron.
Eddy Strom Remmen: Kinetische energie wordt omgezet in warmte door eddy stroomverliezen, wat tal van toepassingen in de industrie vindt :
Remmen van treinen.
Remmen van achtbanen.
Elektrische zaag of boor voor noodafsluiting.
Inductieve Verwarming: Dit is het proces van elektrisch verwarmen van een geleidend lichaam door eddy stromen in te voeren met behulp van een hoogfrequente elektromagneet. De belangrijkste toepassingen zijn inductieve koken, inductieve oven gebruikt om metalen te verwarmen tot hun smeltpunt, lassen, brassen, enz.
Eddy Strom Aanpasbare Snelheidstuwers: Met behulp van een feedbackcontroller kan een eddy stroom gekoppelde snelheidstuwer worden bereikt. Dit vindt toepassing in metaalbewerking, transportbanden, plasticverwerking, enz.
Metaaldetectors: Het detecteert de aanwezigheid van metalen in rotsen, grond, enz. met behulp van eddy stroominductie in het metaal indien aanwezig.
Gegevensverwerkingsapplicaties: Eddy stroom non-destructieve testing wordt gebruikt bij het onderzoeken van de samenstelling en hardheid van metalen structuren.
Snelheidsmeter en Nabijheidssensor Applicaties
Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk is contacteer dan om te verwijderen.
