En virvelström dynamometer är en speciell enhet med färre förluster, hög effektivitet och mer mångsidig jämfört med den konventionella mekaniska dynamometern. I virvelströmdynamometern är förlusterna mindre på grund av frånvaron av någon fysisk kontakt mellan lindningar och excitation. På grund av sin lilla storlek och brännbarhet har den många applikationer, och även i vissa fall som att testa prestanda hos en förbränningsmotor används den som last. Den här artikeln diskuterar en översikt över en virvelströmdynamometer.
Vad är Eddy Current Dynamometer?
En virvelströmdynamometer är en elektromekanisk energiomvandlingsanordning som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi. Den använder i grunden Faradays lag om elektromagnetisk induktion som dess arbetsprincip. En schematisk bild av dynamometern visas nedan.
Konstruktion
De konstruktionsmässiga aspekterna av virvelströmdynamometern visas i figuren ovan. Den består av den yttre ramen som stator, som också kallas en stationär del av maskinen. Statorn består av lindningar som placeras i statorspår. När statorlindningarna är upphetsade alstras ett statormagnetiskt fält i statorspolarna. När det gäller maskiner med hög klassificering placeras trefaslindningar i statorspåren.
Statorlindningarna är gjorda av koppar. Den yttre ramen, dvs statorn är gjord av ett magnetiskt material som gjutjärn eller kiselstål vid känsliga applikationer. Det roterande elementet kallas en rotor som hålls under statorspolarna. Rotorn placeras på en axel så att den kan rotera. Rotorlindningar placeras på rotorslitsarna. När det gäller tunga maskiner används trefaslindningar för rotorluckor.
Rotorn måste vara ansluten till drivmotorn, så att när drivmotorn roterar ger den den mekaniska ingången till enheten. En likströmsförsörjning används för att stimulera statorlindningarna. När det gäller stora maskiner, likriktare enheter används för att uppnå denna likströmsförsörjning. För stora maskiner används olja för kylning och isolering av statorlindningarna. Detta är viktigt för att avleda den genererade värmen.
En gång strömmätare som visas i diagrammet används för att mäta den producerade strömmen och det inducerade vridmomentet. En pekare är ansluten med en arm till statorn, som kan mäta vridmomentet som genereras i rotorn. Och med kunskapen om hastighet kan vi beräkna den kraft som genereras i maskinen genom att använda detta vridmomentvärde.
Dynamometer fungerar
En virvelströmdynamometer fungerar på principen i Faradays lag om elektromagnetisk induktion. Enligt lagen, närhelst det finns en relativ förskjutning mellan en uppsättning ledare och ett magnetfält, induceras en emf på ledarens uppsättning. Denna EMF kallas är dynamiskt inducerad EMF. När det gäller dynamometern, när statorpolerna är upphetsade med en likströmsförsörjning som är ansluten till statorn.
Arbetssätt
När likströmsanslutningen är ansluten exciteras statorspolarna och ett magnetfält alstras i statorspolarna. När det gäller en trefasmaskin får vi ett 3-fas roterande magnetfält, i statorspolarna när spolarna exciteras med trefasmatningen. När primärmotorn roterar, roterar rotorn, rotorspolarna och interagerar med statormagnetfältet.
Det måste noteras att i detta är statormagnetfältet statiskt till sin natur. Eftersom exciteringen är DC får vi ett statiskt magnetfält. När rotorspolarna skär statormagnetfältet induceras en emf eftersom magnetfältet i detta fall är statiskt och ledarna roterar. Så det finns en relativ förskjutning mellan magnetfältet och ledarna.
Funktioner i Eddy Current Dynamometer
Det måste observeras att virvelströmdynamometern skiljer sig från konventionell mekanisk dynamometer. I detta fall, när rotatorn på dynamometern skär statormagnetfältet, induceras en emf på rotorledarna. Det får virvelströmmar att strömma i rotorledarna. Virvelströmmarnas riktning är motsatt förändringen i magnetflödet och genereras i rotorn.
Rotorn motsätter sig kraften som utövas på grund av magnetflödet, men på grund av ingången för primärmotorn fortsätter den att rotera. Och eftersom det inte finns någon fysisk kontakt mellan magnetfältet och ledarna är de producerade förlusterna mycket mindre jämfört med en konventionell generator.
Till skillnad från i en konventionell mekanisk dynamometer, i en virvelströmdynamometer, är en arm ansluten till statorn. I slutet av armen är en pekare ansluten som kan mäta vridmomentet som produceras i rotorlindningen. Genom att känna till rotorns hastighet kan mängden effekt vara känd, eftersom effekten är lika med produkten av vridmoment och hastighet.
Fördelar med dynamometer
Fördelarna med virvelströmdynamometer är
- Det är mer effektivt jämfört med konventionell mekanisk dynamometer på grund av låga friktionsförluster.
- Dess struktur är enkel
- Den kan manövreras bekvämare jämfört med konventionella dynamometrar
- Den har ett snabbt dynamiskt svar på grund av låg rotationsinerti.
- På grund av avsaknaden av stora lindningar är antalet kopparförluster mindre.
- Den kan enkelt anslutas till en extern styrenhet för att övervaka strömmen och till och med styra den.
- Bromsmomentet är mycket högt
- Det är mycket exakt och stabilt
Applikationer
De viktigaste applikationerna är
- Prestandatestning av förbränningsmotorn
- Används i liten motor
- Delar för bilöverföring
- Gasturbiner
- Vattenturbiner
Därför har vi sett arbetsprinciperna för dynamometrar som är kompakta och mångsidiga till sin natur. Man måste tänka på hur man kan få driftegenskaperna hos en virvelström dynamometer upp till nivån för konventionella mekaniska dynamometrar?
