Bevor wir ein klares Szenario für den Wirbelstrom kennen, wollen wir uns mit seiner Geschichte, seiner Entwicklung und seiner Verbesserung vertraut machen. Der erste Wissenschaftler, der sich mit dem Konzept dieser Strömung befasste, war Arago in den Jahren 1786 bis 1853. Während Foucault in der Zeit zwischen 1819 und 1868 Anerkennung für die Entdeckung von Wirbeln erhielt Strom . Die erste Nutzung des Wirbelstroms erfolgt zur zerstörungsfreien Analyse im Jahr 1879, als Hughes die Konzepte zur Durchführung metallurgischer Kategorisierungsexperimente umsetzte. Der Artikel enthält nun eine klare Erklärung des Wirbelstroms, seines Prinzips, seiner mathematischen Gleichungen, Verwendungen, Nachteile und Anwendungen.

Was ist Wirbelstrom?

Diese werden auch als Foucaults Ströme bezeichnet, bei denen diese in Form rotierender Wirbel in Strömen um die Leiter fließen. Diese werden simuliert, indem die Magnetfelder und die Bewegung in geschlossenen Ringen variiert werden, die sich in vertikaler Position zur Ebene des Magnetfelds befinden. Wirbelströme können erzeugt werden, wenn sich ein Leiter über das Magnetfeld bewegt oder wenn sich das Magnetfeld, das das Festfeld umschließt, ändert Treiber .

Dies bedeutet, dass alles, was in den Leiter gelangt, entweder in Richtung oder Intensität der Magnetfelder umgeschaltet wird und diese zirkulierenden Ströme liefert. Die Größe dieses Stroms steht in direktem Verhältnis zur Magnetfeldgröße, zur Schleifenquerschnittsfläche und zum Ausmaß der Änderung des Flusses und ist umgekehrt proportional zur Rate des Leiters spezifischer Widerstand . Dies ist die Hauptsache Wirbelstromprinzip .

Wirbelstrom arbeitet

Theorie

In diesem Abschnitt wird das erklärt Wirbelstromtheorie und wie es verstanden werden kann.

Durch das Lenz-Gesetz erzeugt dieser Strom ein Magnetfeld, das der Variation des von ihm erzeugten Magnetfelds widerspricht, und so reagieren Wirbelströme auf die Ursache des Magnetfelds zurück. Beispielsweise übt eine benachbarte leitende Kante einen Zugdruck auf einen beweglichen Magneten aus, der sich mit seiner Bewegung unterscheidet, da diese Ströme in der Oberfläche eines beweglichen Magnetfelds stimuliert werden.

Dieses Phänomen tritt bei Wirbelstrombremsen auf, die verwendet werden, um sich drehenden Leistungsgeräten im ausgeschalteten Zustand schnell zu widersetzen. Der Stromfluss über den Widerstand des Leiters verteilt sogar Energie als Wärme. Dieser Strom ist also der entscheidende Grund für den Energieverlust in den mit Wechselstrom betriebenen Geräten, die Generatoren sind. Induktoren , und andere. Um dies zu minimieren, muss eine bestimmte Konstruktion wie Ferritkerne oder abgeschirmt vorhanden sein Magnetkerne das muss getan werden.

Wenn sich eine Kupferspule oder im Allgemeinen elektrische Leiter in einem Stromkreis befinden, in dem Wechselstrom fließt, wird das Magnetfeld über der Spule erzeugt und dies ist abhängig von der Selbstinduktivität Theorie. Und die rechte Daumenregel definiert den Magnetfeldweg. Die resultierende Magnetfeldstärke basiert auf dem Erregerstrom der Spule und dem Wechselstrompegel. Wenn die Spule in der Nähe der Metalloberfläche liegt, wird die Substanz induziert.

Wenn die Spule an der Stelle auf der Probe liegt, an der ein Mangel vorliegt, kommt es zu einer Unterbrechung des Wirbelstromflusses, was zu einer Variation der Dichte und Richtung führt. Eine entsprechende Änderung der Stärke des sekundären Magnetfelds löst Änderungen des Systemgleichgewichts aus, die als Impedanz der Spule notiert werden. Die gegenwärtigen Änderungen in der Wirbelstromtechnologie bestehen aus gepulstem Strom, Wirbelstromarray und wenigen anderen.

Wirbelstromverlust

Dies ist ein weiteres wichtiges Thema, das diskutiert werden muss.

Wirbelströme werden erzeugt, wenn ein Leiter unterschiedlichen Magnetfeldern ausgesetzt ist. Da diese Wirbelströme ideal und nicht funktionsfähig sind, verursachen sie einen Verlust in der magnetischen Substanz und werden als Wirbelstromverluste bezeichnet. Wirbelstromverluste erhöhen ebenso wie Hystereseverluste auch die magnetische Substanz Temperatur . Diese Verluste werden zusammenfassend als Magnet- / Kern- / Eisenverluste bezeichnet.

Wirbelstromverlust

Betrachten wir den Wirbelstromverlust in einem Transformator.

Der magnetische Fluss im inneren Teil des Kerns des Transformators stimuliert die EMK im Kern, basierend auf den Gesetzen von Lenz und Faraday, die den Stromfluss in den Kern ermöglichen. Das Wirbelstromverlustformel ist gegeben durch

Wirbelstromverlust = zu_istf^zweiB._m^zweiτ^zwei

In obigem mathematischer Ausdruck des Wirbelstromverlustes ,

'zu_ist’Stellt einen konstanten Wert dar, der auf der Größe basiert und in einem umgekehrten Verhältnis zum spezifischen Widerstand des Materials steht.

'F' steht für den Frequenzbereich des Anregungsmaterials

'B._mEntspricht dem Maximalwert des Magnetfeldes und

τ steht für die Materialstärke

Um diese Stromverluste zu minimieren, wird der Kernabschnitt im Transformator durch Zusammensetzen dünner Bleche entwickelt, die als gesammelte Laminierungen bezeichnet werden, und jede einzelne Platte wird abgeschirmt oder poliert. Mit diesem Lack wird die Wirbelstrombewegung auf ein sehr geringes Maß an Querschnittsfläche jeder einzelnen Platte beschränkt und von den anderen Platten abgeschirmt. Dadurch erreicht die Strömungsrichtung des Stroms einen kleinen Wert.

Um die Auswirkungen von Wirbelstromverlusten zu minimieren, gibt es hauptsächlich zwei Ansätze.

Minimieren der Größenpegel des Stroms - Das Größenpegel des Wirbelstroms kann minimiert werden, indem der feste Kern in schlanke Schichten unterteilt wird, die als Laminierungen bezeichnet werden, wobei diese parallel zum Magnetfeld verlaufen.

Jede einzelne Laminierung wird vom anderen Ende mit einer schmalen Oberfläche aus Oxidfilm oder durch Lackieren abgedeckt. Durch die Kernkaschierung werden die Querschnittsflächen minimiert und somit auch die stimulierte elektromotorische Kraft minimiert. Da die Querschnittsfläche dort, wo der Stromfluss vorhanden ist, minimal ist, werden die spezifischen Widerstandsniveaus erhöht.

“ein Generator arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion ”

Der durch diesen Strom verursachte Verlust kann auch durch die Implementierung einer magnetischen Substanz minimiert werden, die einen erhöhten spezifischen Widerstandswert aufweist, wie z. B. Siliziumstahl.

Bremssystem

Wirbelstrombremssystem wird auch als Elektro- / Induktionsbremsung bezeichnet. Dies ist ein Instrument, das verwendet wird, um die sich bewegende Substanz entweder zu stoppen oder zu verlangsamen, indem kinetische Energie in Form von Wärme verteilt wird. Im Gegensatz zu allgemeinen Reibungsbremssystemen ist der Schleppdruck in der Strombremse eine EMF zwischen dem Magneten und dem benachbarten Gegenstand, die sich aufgrund der Simulation in der Leitersimulation im Wirbelstrom über in Relativbewegung befindet EMF .

Vorteile von Nachteilen

Betrachten Sie nun die Vor- und Nachteile dieses Konzepts.

Vorteile des Wirbelstroms

Dieser Ansatz ist hauptsächlich auf das Analyseverfahren anwendbar
Dies ist das kontaktlose Analyseverfahren, das keine Auswirkungen auf die Arbeit zeigt
Die Analyse ist vollständig beschleunigt und liefert präzise Ergebnisse
Die Beschichtungsoberfläche ist leicht zu analysieren und wird für mehrere Produkte verwendet
Es wird sogar in einer Tachovorrichtung und auch im Induktionsofenverfahren eingesetzt.

Nachteile des Wirbelstroms

Aufgrund dieses Prozesses tritt ein Magnetflussleck auf
Aufgrund der zyklischen Ströme aufgrund der Magnetkreisreibung tritt ein starker Wärmeverlust auf. Dadurch wird elektrische Energie als Wärmeform verschwendet