Što je vrtložni dinamometar: Izgradnja i njegov rad

Vrtložna struja dinamometar je poseban uređaj s manje gubitaka, visokom učinkovitošću i svestraniji u usporedbi s konvencionalnim mehaničkim dinamometrom. U dinamometru s vrtložnom strujom gubici su manji zbog odsutnosti bilo kakvog fizičkog kontakta između namota i pobude. Zbog svoje male veličine i kombinovanosti ima brojne primjene, a čak se i u nekim slučajevima, poput ispitivanja performansi motora s unutarnjim izgaranjem, koristi kao opterećenje. Ovaj članak razmatra pregled dinamometra s vrtložnim strujama.

Što je vrtložni dinamometar?

Vrtložni dinamometar je elektromehanički uređaj za pretvorbu energije koji mehaničku energiju pretvara u električnu. U osnovi koristi Faradayev zakon od elektromagnetska indukcija kao njegov princip rada. Shema dinamometra prikazana je u nastavku.

Izgradnja

Konstrukcijski aspekti dinamometra s vrtložnim strujama prikazani su na gornjoj slici. Sastoji se od vanjskog okvira kao statora, koji se naziva i nepokretni član stroja. Stator se sastoji od namota koji su smješteni u utorima statora. Kad se pobude namoti statora, u zavojnicama statora stvara se magnetsko polje statora. U slučaju strojeva visoke ocjene, 3-fazni namoti postavljeni su u utora statora.

Namoti statora izrađeni su od bakra. Vanjski okvir, tj. Stator izrađen je od magnetskog materijala poput lijevanog željeza ili silicijskog čelika u slučaju osjetljivih primjena. Rotirajući član naziva se rotor koji se drži ispod zavoja statora. Rotor je postavljen na osovinu tako da se može okretati. Namoti rotora postavljeni su na utore rotora. U slučaju teških strojeva, trofazni namoti rotora drže se na utorima rotora.

Rotor mora biti povezan s glavnim pokretačem, tako da kada se glavni pokretač okreće, on daje mehanički ulaz u uređaj. Za pobuđivanje namota statora koristi se DC napajanje. U slučaju velikih strojeva, ispravljač jedinice se koriste za postizanje ovog istosmjernog napajanja. Za velike strojeve ulje se koristi za hlađenje i izolaciju namota statora. To je važno za odvođenje stvorene topline.

Jednom se mjerilo struje, kako je prikazano na dijagramu, koristi za mjerenje proizvedene struje i induciranog momenta. Pokazivač je krakom povezan sa statorom koji može izmjeriti moment koji se generira u rotoru. A znajući brzinu, pomoću ove vrijednosti zakretnog momenta možemo izračunati snagu koja se generira u stroju.

Dinamometar radi

Dinamometar s vrtložnim strujama radi na principu Faradayevog zakona elektromagnetske indukcije. Prema zakonu, kad god dođe do relativnog pomicanja između skupa vodiča i magnetskog polja, na skupu vodiča inducira se emf. Ova emf naziva se dinamički inducirana emf. U slučaju dinamometra, kada su polovi statora pobuđeni istosmjernom strujom koja je spojena na stator.

Radno

Kad je priključena istosmjerna opskrba, pobuđuju se zavojnice statora i u zavojnicama statora stvara se magnetsko polje. U slučaju trofaznog stroja, dobivamo 3-fazno rotirajuće magnetsko polje, u zavojnicama statora kada su zavojnice pobuđene trofaznim napajanjem. Kada se glavni pokretač okreće, rotor, zavojnice rotora okreću se i komuniciraju s magnetskim poljem statora.

Valja napomenuti da je u tome magnetsko polje statora po svojoj prirodi statično. Budući da je pobuda istosmjerna, dobivamo statičko magnetsko polje. Kad zavojnice rotora presijeku magnetsko polje statora, inducira se emf, jer je u ovom slučaju magnetsko polje statično, a vodiči se okreću. Dakle, postoji relativni pomak između magnetskog polja i vodiča.

Značajke vrtložnog dinamometra

Mora se primijetiti da se dinamometar s vrtložnim strujama razlikuje od uobičajenog mehanički dinamometar. U ovom slučaju, kada rotor dinamometra presiječe magnetsko polje statora, na vodičima rotora inducira se emf. Uzrokuje strujanje vrtložnih struja u vodičima rotora. Smjer vrtložnih struja suprotan je promjeni magnetskog toka i generira se u rotoru.

Rotor se suprotstavlja sili koja djeluje zbog magnetskog toka, ali zbog ulaza glavnog pokretača, on se i dalje okreće. A budući da nema fizičkog kontakta između magnetskog polja i vodiča, proizvedeni su gubici vrlo mali u usporedbi s konvencionalnim generatorom.

Za razliku od uobičajenog mehaničkog dinamometra, kod dinamometra s vrtložnim strujama krak je povezan s tijelom statora. Na kraju kraka spojen je pokazivač koji može mjeriti moment koji nastaje u namotu rotora. Poznavanjem brzine rotora može se znati količina snage, jer je snaga jednaka umnošku momenta i brzine.

Prednosti dinamometra

Prednosti vrtložnog dinamometra su

1. Učinkovitiji je u usporedbi s uobičajenim mehaničkim dinamometrom zbog malih gubitaka trenja.
2. Njegova je struktura jednostavna
3. Njime se može upravljati praktičnije u usporedbi s konvencionalnim dinamometrima
4. Ima brz dinamički odziv zbog male rotacijske inercije.
5. Zbog odsustva ogromnih namota, broj gubitaka bakra je manji.
6. Može se lako povezati s vanjskom upravljačkom jedinicom kako bi nadzirao protok struja i čak ga kontrolirao.
7. Kočni moment je vrlo visok
8. Vrlo je precizan i stabilan

Prijave

Glavne su primjene

• Ispitivanje performansi motora s unutarnjim izgaranjem
• Koristi se u motorima male snage
• Dijelovi automobilskog mjenjača
• Plinske turbine
• Vodene turbine

Stoga smo vidjeli principe rada dinamometra koji su kompaktne i svestrane prirode. Mora se razmišljati kako se mogu donijeti radne karakteristike vrtložne struje dinamometar do razine konvencionalnih mehaničkih dinamometra?