Отчет по учебной практике
Вихревые токи и их вред (скин – эффект). Как снижают потери
жүктеу/скачать 1,94 Mb.
|
Байзахан 2215 Магнитные карточки
- Бұл бет үшін навигация:
- Скин-эффект Вихревые токи
| Вихревые токи и их вред (скин – эффект). Как снижают потери
Давайте вспомним, как выглядит обычный трансформатор (Рисунок 5). Рисунок 5. Трансформатор. (https://dzen.ru/a/XHqAuZqlfwCzQFUf) Так вот, если вы внимательно посмотрите на сердечник, то вы увидите, что он собран из отдельных пластин. А вам не кажется, что гораздо проще его было выполнить цельным? Именно таким «дроблением» пытаются максимально снизить негативное воздействие токов Фуко. Ведь вихревые токи нагревают тело, в котором они протекают. Как же они появляются в трансформаторе? Его работа и основана на принципах взаимодействия магнитных полей переменного характера, а как мы уже знаем переменное поле неизбежно порождает вихревые токи. Получается, что вихревой ток нагревает сердечник. А нагрев ведет к снижению КПД и сильный перегрев приведет к оплавлению изоляции, а значит разрушению трансформатора. Скин-эффект Вихревые токи — это токи проводимости, из-за чего они рассеивают часть энергии в виде джоулевой теплоты. Такая энергия, к примеру, в роторе асинхронного двигателя, обычно изготавливаемого из ферромагнетиков, разогревает сердечники, чем ухудшает их характеристики. Чтобы избежать данного явления, сердечники производят в виде тонких пластин, которые отделяются тонкими слоями изолятора. Пластины устанавливают таким образом, чтобы токи Фуко были направлены поперек них. В случае малой толщины пластин вихревые токи обладают небольшой объемной плотностью. С появлением ферритов и веществ с большим магнитосопротивлением появилась возможность изготавливать сердечники сплошными. Вихревые токи наводятся в проводниках, в которых протекают переменные токи. Причем токи Фуко всегда направлены таким образом, что ослабляют ток внутри провода и усиливают его около поверхности. Соответственно, изменяющийся с высокой частотой ток распределен по сечению провода неравномерно. Данное явление называется скин-эффектом (поверхностным эффектом) П о причине такого явления внутренняя часть проводника становится бесполезной и в цепях с большой частотой в качестве проводников применяют трубки. Скин-эффект может быть использован для разогрева поверхностного слоя металла, что позволяет применять данное явление в процессе закалки металла. Также стоит отметить, что, изменяя частоту поля, можно производить закалку на любой необходимой глубине. П риближенные формулы (1), которыми может быть описан скин-эффект в однородном цилиндрическом проводнике: . Где представляет собой эффективное сопротивление проводника радиусом r переменному току с циклической частотой . - сопротивление проводника постоянному току. Г де эффективная глубина проникновения переменного тока ( ) (расстояние от поверхности проводника, на котором плотность тока ослабевает в e=2,7 раз в сравнении с плотностью на его поверхности) равна: μ - относительная магнитная проницаемость, μ0 - магнитная постоянная, σ - удельная электропроводность проводника для постоянного тока. Чем толще проводник, тем существеннее скин-эффект, тем меньше величины и σ, при которых его следует учесть. К ак снижают потери Данные потери могут быть описаны следующей формулой (2): Bmax – амплитудное значение В [Тл] Как вы знаете, верно следующее утверждение: проводник с маленьким сечением обладает большим сопротивлением, а чем больше сопротивление проводника, тем меньший ток проходит через него. Именно поэтому сердечник (Рисунок 6) выполнен из цельного куска стали, а не собран из тонких пластин, которые изолированы друг от друга окалиной или слоем лака. Такой способ сборки сердечника максимально уменьшает потери в сердечнике, то есть сводят вихревые токи до минимума. Рисунок 6. Сердечник (https://dzen.ru/a/XHqAuZqlfwCzQFUf) жүктеу/скачать 1,94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|