En virvelstrøm dynamometer er en spesiell enhet med færre tap, høy effektivitet og mer allsidig sammenlignet med det konvensjonelle mekaniske dynamometeret. I virvelstrømsdynamometeret er tapene mindre på grunn av fravær av fysisk kontakt mellom viklinger og eksitasjon. På grunn av sin lille størrelse og brennbarhet har den mange bruksområder, og selv i noen tilfeller som å teste ytelsen til en forbrenningsmotor, brukes den som last. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over et virvelstrømsdynamometer.
Hva er Eddy Current Dynamometer?
Et virvelstrømsdynamometer er en elektromekanisk energiomdannelsesenhet, som konverterer mekanisk energi til elektrisk energi. Den bruker i grunn Faradays lov om elektromagnetisk induksjon som arbeidsprinsipp. En skjematisk oversikt over dynamometeret er vist nedenfor.
Konstruksjon
De konstruksjonsmessige aspektene av virvelstrømsdynamometeret er vist i figuren ovenfor. Den består av den ytre rammen som statoren, som også kalles et stasjonært medlem av maskinen. Statoren består av viklinger som er plassert i statoråpninger. Når statorviklingene blir opphisset, produseres et statormagnetisk felt i statorspolene. Når det gjelder maskiner med høy rangering, plasseres 3-faseviklinger i statoråpningene.
Statorviklingene er laget av kobber. Den ytre rammen, dvs. statoren, er laget av et magnetisk materiale som støpejern eller silisiumstål i tilfelle vanskelige applikasjoner. Det roterende elementet kalles en rotor som holdes under statorspolene. Rotoren er plassert på en aksel slik at den kan rotere. Rotorviklinger er plassert på rotorsporene. I tilfelle tunge maskiner brukes trefasede rotorviklinger til å holdes på rotorspor.
Rotoren må være koblet til primus motoren, slik at når primus motoren roterer, gir den den mekaniske inngangen til enheten. En DC-forsyning brukes til å opphisse statorviklingene. Når det gjelder store maskiner, likeretter enheter brukes for å oppnå denne likestrømforsyningen. For store maskiner brukes olje til kjøling og isolering av statorviklingene. Dette er viktig for å spre varmen som genereres.
Når strømmåleren, som vist i diagrammet, brukes til å måle den produserte strømmen og det induserte dreiemomentet. En peker er koblet med en arm til statoren, som kan måle dreiemomentet som genereres i rotoren. Og med kunnskapen om hastighet, ved å bruke denne dreiemomentverdien, kan vi beregne kraften som genereres i maskinen.
Dynamometer Arbeider
Et virvelstrømsdynamometer fungerer på prinsippet om Faradays 'lov om elektromagnetisk induksjon. I henhold til loven, når det er en relativ forskyvning mellom et sett ledere og et magnetfelt, induseres en emf på ledersettet. Denne emf kalles er dynamisk indusert emf. Når det gjelder dynamometeret, når statorstolpene blir begeistret med en DC-forsyning som er koblet til statoren.
Arbeider
Når DC-tilførselen er koblet til, blir statorspolene eksitert, og det produseres et magnetfelt i statorspolene. Når det gjelder en trefasemaskin, får vi et 3-fasers roterende magnetfelt, i statorspolene når spolene blir begeistret med trefasetilførselen. Når hovedmotoren roterer, roterer rotoren, rotorspolene og samhandler med statormagnetfeltet.
Det må bemerkes at i dette er statormagnetfeltet statisk. Siden eksitasjonen er DC får vi et statisk magnetfelt. Når rotorspolene kutter statormagnetfeltet, induseres en emf siden magnetfeltet i dette tilfellet er statisk og lederne roterer. Så det er en relativ forskyvning mellom magnetfeltet og lederne.
Funksjoner av Eddy Current Dynamometer
Det må observeres at virvelstrømsdynamometeret er forskjellig fra enn vanlig mekanisk dynamometer. I dette tilfellet, når rotoren til dynamometeret kutter statormagnetfeltet, induseres en emf på rotorlederne. Det får virvelstrømmer til å strømme i rotorlederne. Virvelstrømmenes retning er motsatt endringen i magnetisk strømning og genereres i rotoren.
Rotoren motarbeider kraften som utøves på grunn av magnetisk strømning, men på grunn av inngangen til primærmotoren fortsetter den å rotere. Og siden det ikke er noen fysisk kontakt mellom magnetfeltet og lederne, er tapene som produseres veldig mindre sammenlignet med en konvensjonell generator.
I motsetning til i et konvensjonelt mekanisk dynamometer, i et virvelstrømsdynamometer, er en arm koblet til statorens kropp. På enden av armen er en peker koblet til, som kan måle dreiemomentet som produseres i rotorviklingen. Ved å kjenne rotorens hastighet, kan mengden effekt være kjent, siden kraften er lik produktet av dreiemoment og hastighet.
Fordeler med dynamometer
Fordelene med virvelstrømsdynamometer er
- Det er mer effektivt sammenlignet med konvensjonelt mekanisk dynamometer på grunn av lave friksjonstap.
- Strukturen er enkel
- Den kan betjenes lettere enn i forhold til konvensjonelle dynamometre
- Den har en rask dynamisk respons på grunn av lav rotasjonsinerti.
- På grunn av fraværet av enorme viklinger er antall kobbertap mindre.
- Den kan enkelt kobles til en ekstern kontrollenhet for å overvåke strømmen og til og med kontrollere den.
- Bremsemomentet er veldig høyt
- Den er veldig presis og stabil
applikasjoner
De viktigste applikasjonene er
- Ytelsestesting av forbrenningsmotoren
- Brukes i liten kraftmotor
- Deler til biloverføring
- Bensinturbiner
- Vannturbiner
Derfor har vi sett arbeidsprinsippene til dynamometre som er kompakte og allsidige i naturen. Det må tenkes hvordan man kan bringe driftsegenskapene til en virvelstrøm dynamometer opp til nivået med konvensjonelle mekaniske dynamometre?
