Ένα νευρικό ρεύμα δυναμόμετρο είναι μια ειδική συσκευή με λιγότερες απώλειες, υψηλή απόδοση και πιο ευέλικτη σε σύγκριση με το συμβατικό μηχανικό δυναμόμετρο. Στο δυναμόμετρο του τρέχοντος ρεύματος, οι απώλειες είναι μικρότερες λόγω της απουσίας φυσικής επαφής μεταξύ περιελίξεων και διέγερσης. Λόγω του μικρού μεγέθους και της ευφλεκτότητάς του, έχει πολλές εφαρμογές, και ακόμη και σε ορισμένες περιπτώσεις όπως η δοκιμή της απόδοσης ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης, χρησιμοποιείται ως φορτίο. Αυτό το άρθρο ασχολείται με μια επισκόπηση ενός δυναμομέτρου eddy current.
Τι είναι το τρέχον δυναμόμετρο Eddy;
Ένα δυναμόμετρο τρέχοντος ρεύματος είναι μια συσκευή ηλεκτρομηχανικής μετατροπής ενέργειας, η οποία μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Χρησιμοποιεί βασικά τον νόμο του Faraday ηλεκτρομαγνητική επαγωγή ως αρχή λειτουργίας του. Ένα σχηματικό σχήμα του δυναμόμετρου φαίνεται παρακάτω.
Κατασκευή
Οι δομικές πτυχές του δυναμομέτρου eddy current φαίνονται στο παραπάνω σχήμα. Αποτελείται από το εξωτερικό πλαίσιο ως στάτορα, το οποίο καλείται επίσης σταθερό μέλος του μηχανήματος. Ο στάτορας αποτελείται από περιελίξεις, οι οποίες τοποθετούνται σε υποδοχές στάτορα. Όταν οι περιελίξεις του στάτη διεγείρονται, ένα μαγνητικό πεδίο στάτορα παράγεται στα πηνία του στάτορα. Στην περίπτωση μηχανών υψηλής βαθμολογίας, τοποθετούνται 3 φάσεις περιελίξεις στις υποδοχές στάτορα.
Οι περιελίξεις στάτη είναι κατασκευασμένες από χαλκό. Το εξωτερικό πλαίσιο, δηλ. Ο στάτης είναι κατασκευασμένος από μαγνητικό υλικό όπως χυτοσίδηρος ή χάλυβας πυριτίου σε περίπτωση ευαίσθητων εφαρμογών. Το περιστρεφόμενο μέλος ονομάζεται ρότορας, ο οποίος διατηρείται κάτω από τα πηνία στάτορα. Ο ρότορας τοποθετείται σε άξονα έτσι ώστε να περιστρέφεται. Οι περιελίξεις ρότορα τοποθετούνται στις εγκοπές του ρότορα. Στην περίπτωση βαρέων μηχανών, χρησιμοποιούνται τριφασικές περιελίξεις ρότορα για να διατηρούνται σε σχισμές ρότορα.
Ο ρότορας πρέπει να είναι συνδεδεμένος με τον πρωτεύοντα κινητήρα, έτσι ώστε όταν ο πρωτεύων κινητήρας περιστρέφεται, παρέχει τη μηχανική είσοδο στη συσκευή. Μια τροφοδοσία DC χρησιμοποιείται για να διεγείρει τις περιελίξεις του στάτη. Στην περίπτωση μεγάλων μηχανών, ανορθωτής χρησιμοποιούνται μονάδες για την επίτευξη αυτής της παροχής DC. Για μεγάλα μηχανήματα, το λάδι χρησιμοποιείται για ψύξη και μόνωση των περιελίξεων στάτορα. Αυτό είναι σημαντικό για την εξάλειψη της θερμότητας που παράγεται.
Μόλις ο μετρητής ρεύματος όπως φαίνεται στο διάγραμμα χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ρεύματος που παράγεται και της ροπής που προκαλείται. Ένας δείκτης συνδέεται με ένα βραχίονα στον στάτορα, ο οποίος μπορεί να μετρήσει τη ροπή που δημιουργείται στον ρότορα. Και με τη γνώση της ταχύτητας, χρησιμοποιώντας αυτήν την τιμή ροπής, μπορούμε να υπολογίσουμε την ισχύ που παράγεται στο μηχάνημα.
Δυναμόμετρο εργασίας
Ένα δυναμόμετρο τρέχοντος ρεύματος λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής των σημερινών. Σύμφωνα με το νόμο, όποτε υπάρχει σχετική μετατόπιση μεταξύ ενός συνόλου αγωγών και ενός μαγνητικού πεδίου, ένα emf προκαλείται στο σύνολο του αγωγού. Αυτό το emf ονομάζεται είναι δυναμικά επαγόμενο emf. Στην περίπτωση του δυναμόμετρου, όταν οι πόλοι του στάτορα είναι ενθουσιασμένοι με τροφοδοσία DC που συνδέεται με τον στάτορα.
Εργαζόμενος
Όταν η τροφοδοσία DC είναι συνδεδεμένη, τα πηνία στάτη διεγείρονται και παράγεται ένα μαγνητικό πεδίο στα πηνία του στάτη. Στην περίπτωση μιας τριφασικής μηχανής, λαμβάνουμε ένα τριφασικό περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, στα πηνία του στάτη όταν τα πηνία διεγείρονται με την τριφασική τροφοδοσία. Όταν περιστρέφεται ο πρωταρχικός κινητήρας, ο ρότορας, τα πηνία του ρότορα περιστρέφονται και αλληλεπιδρούν με το μαγνητικό πεδίο του στάτη.
Πρέπει να σημειωθεί ότι σε αυτό το μαγνητικό πεδίο στάτορα έχει στατικό χαρακτήρα. Δεδομένου ότι η διέγερση είναι DC, έχουμε ένα στατικό μαγνητικό πεδίο. Όταν τα πηνία του ρότορα κόβουν το μαγνητικό πεδίο του στάτορα, προκαλείται ένα emf αφού στην περίπτωση αυτή το μαγνητικό πεδίο είναι στατικό και οι αγωγοί περιστρέφονται. Υπάρχει λοιπόν μια σχετική μετατόπιση μεταξύ του μαγνητικού πεδίου και των αγωγών.
Χαρακτηριστικά του τρέχοντος δυναμομέτρου Eddy
Πρέπει να παρατηρηθεί ότι το δυναμόμετρο του ρεύματος διόδου είναι διαφορετικό από το συμβατικό μηχανικό δυναμόμετρο. Σε αυτήν την περίπτωση, όταν ο ρότορας του δυναμόμετρου κόβει το μαγνητικό πεδίο του στάτορα, προκαλείται ένα emf στους αγωγούς του ρότορα. Προκαλεί τη ροή ρευμάτων στους αγωγούς του ρότορα. Η κατεύθυνση των ρευμάτων ρεύματος είναι αντίθετη με την αλλαγή στη μαγνητική ροή και δημιουργείται στον ρότορα.
Ο ρότορας αντιτίθεται στη δύναμη που ασκείται λόγω της μαγνητικής ροής, αλλά λόγω της εισόδου του πρώτου κινητήρα, συνεχίζει να περιστρέφεται. Και επειδή δεν υπάρχει φυσική επαφή μεταξύ του μαγνητικού πεδίου και των αγωγών, οι απώλειες που παράγονται είναι πολύ μικρότερες σε σύγκριση με μια συμβατική γεννήτρια.
Σε αντίθεση με ένα συμβατικό μηχανικό δυναμόμετρο, σε ένα δυναμόμετρο ρεύματος, ο βραχίονας συνδέεται με το σώμα του στάτορα. Στο τέλος του βραχίονα, συνδέεται ένας δείκτης, ο οποίος μπορεί να μετρήσει τη ροπή που παράγεται στην περιέλιξη του ρότορα. Γνωρίζοντας την ταχύτητα του ρότορα, μπορεί να γίνει γνωστή η ποσότητα ισχύος, καθώς η ισχύς είναι ίση με το προϊόν ροπής και ταχύτητας.
Πλεονεκτήματα δυναμόμετρου
Τα πλεονεκτήματα του δυναμομετρικού ρεύματος είναι
- Είναι πιο αποτελεσματικό σε σύγκριση με το συμβατικό μηχανικό δυναμόμετρο λόγω χαμηλών απωλειών τριβής.
- Η δομή του είναι απλή
- Μπορεί να λειτουργεί πιο άνετα σε σύγκριση με τα συμβατικά δυναμόμετρα
- Έχει γρήγορη δυναμική απόκριση λόγω χαμηλής περιστροφικής αδράνειας.
- Λόγω της απουσίας τεράστιων περιελίξεων, ο αριθμός των απωλειών χαλκού είναι μικρότερος.
- Μπορεί να συνδεθεί σε μια εξωτερική μονάδα ελέγχου για να παρακολουθεί εύκολα τη ροή των ρευμάτων και ακόμη και να την ελέγχει.
- Η ροπή πέδησης είναι πολύ υψηλή
- Είναι εξαιρετικά ακριβές και σταθερό
Εφαρμογές
Οι κύριες εφαρμογές είναι
- Δοκιμή απόδοσης του κινητήρα εσωτερικής καύσης
- Χρησιμοποιείται σε μικρό κινητήρα
- Ανταλλακτικά αυτοκινήτων
- Αεριοστρόβιλοι
- Νερό στροβίλων
Ως εκ τούτου, έχουμε δει τις αρχές λειτουργίας των δυναμόμετρων που είναι συμπαγείς και ευέλικτες στη φύση. Πρέπει να σκεφτούμε, πώς μπορεί κανείς να φέρει τα λειτουργικά χαρακτηριστικά ενός ρεύματος δυναμόμετρο μέχρι το επίπεδο των συμβατικών μηχανικών δυναμόμετρων;
