Virpuļstrāva dinamometrs ir īpaša ierīce ar mazāk zaudējumiem, augstu efektivitāti un daudzpusīgāka, salīdzinot ar parasto mehānisko dinamometru. Virpuļstrāvas dinamometrā zaudējumi ir mazāki, jo nav fiziska kontakta starp tinumiem un ierosmi. Mazā izmēra un ķemmējamības dēļ tam ir daudz pielietojumu, un pat dažos gadījumos, piemēram, pārbaudot iekšdedzes dzinēja darbību, to izmanto kā slodzi. Šajā rakstā ir aplūkots virpuļstrāvas dinamometra pārskats.
Kas ir virpuļstrāvas dinamometrs?
Virpuļstrāvas dinamometrs ir elektromehāniska enerģijas pārveidošanas ierīce, kas pārveido mehānisko enerģiju par elektrisko enerģiju. Tas pamatā izmanto Faradejas likumu elektromagnētiskā indukcija kā tā darbības principu. Dinamometra shēma parādīta zemāk.
Celtniecība
Virpuļstrāvas dinamometra konstrukcijas aspekti parādīti iepriekš redzamajā attēlā. Tas sastāv no ārējā rāmja kā statora, ko sauc arī par stacionāru mašīnas locekli. Stators sastāv no tinumiem, kas ievietoti statora spraugās. Kad statora tinumi ir satraukti, statora spolēs rodas statora magnētiskais lauks. Augsti novērtētu mašīnu gadījumā 3 fāžu tinumi tiek ievietoti statora spraugās.
Statora tinumi ir izgatavoti no vara. Ārējais rāmis, t.i., stators ir izgatavots no magnētiska materiāla, piemēram, čuguna vai silīcija tērauda, ja tas ir delikāts. Rotējošo elementu sauc par rotoru, kas tiek turēts zem statora spolēm. Rotors ir novietots uz vārpstas, lai tas varētu griezties. Rotora tinumi ir novietoti uz rotora spraugām. Smagām mašīnām trīsfāžu rotora tinumus izmanto, lai tos turētu uz rotora spraugām.
Rotoram jābūt savienotam ar galveno virzītāju tā, lai, pagriežot galveno virzītāju, tas nodrošinātu ierīces mehānisko ievadi. Statora tinumu uzbudināšanai izmanto līdzstrāvas padevi. Lielu mašīnu gadījumā taisngriezis vienības tiek izmantotas, lai sasniegtu šo līdzstrāvas padevi. Lielām mašīnām statora tinumu dzesēšanai un izolācijai izmanto eļļu. Tas ir svarīgi, lai izkliedētu radīto siltumu.
Kad strāvas mērītājs, kā parādīts diagrammā, tiek izmantots, lai izmērītu radīto strāvu un izraisīto griezes momentu. Rādītājs ir savienots ar roku ar statoru, kas var izmērīt rotorā radīto griezes momentu. Un, zinot ātrumu, izmantojot šo griezes momenta vērtību, mēs varam aprēķināt mašīnā radīto jaudu.
Dinamometra darbība
Virpuļstrāvas dinamometrs darbojas pēc Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likuma principa. Saskaņā ar likumu, kad starp vadītāju komplektu un magnētisko lauku notiek relatīvs pārvietojums, uz vadītāja komplekta tiek inducēts emf. Šo emf sauc par dinamiski inducētu emf. Dinamometra gadījumā, kad statora stabi ir satraukti ar līdzstrāvas padevi, kas savienota ar statoru.
Strādā
Kad ir pievienota līdzstrāvas padeve, statora spoles tiek uzbudinātas un statora spolēs rodas magnētiskais lauks. Trīsfāzu mašīnas gadījumā mēs iegūstam 3 fāžu rotējošu magnētisko lauku statora spolēs, kad spoles ir satrauktas ar trīsfāzu padevi. Kad galvenais virzītājs pagriežas, rotors, rotora spoles rotē un mijiedarbojas ar statora magnētisko lauku.
Jāatzīmē, ka šajā gadījumā statora magnētiskajam laukam ir statisks raksturs. Tā kā ierosme ir līdzstrāva, mēs iegūstam statisku magnētisko lauku. Kad rotora spoles sagriež statora magnētisko lauku, rodas emf, jo šajā gadījumā magnētiskais lauks ir statisks un vadītāji rotē. Tātad starp magnētisko lauku un vadītājiem ir relatīvs pārvietojums.
Virpuļstrāvas dinamometra iezīmes
Jāņem vērā, ka virpuļstrāvas dinamometrs atšķiras no parastā mehāniskais dinamometrs. Šajā gadījumā, kad dinamometra rotors sagriež statora magnētisko lauku, uz rotora vadītājiem tiek inducēts emf. Tas izraisa virpuļstrāvas plūsmu rotora vadītājos. Virpuļstrāvu virziens ir pretējs magnētiskās plūsmas izmaiņām un tiek ģenerēts rotorā.
Rotors iebilst pret magnētiskās plūsmas iedarbībā esošo spēku, bet galvenā virzītāja ievades dēļ tas turpina griezties. Tā kā starp magnētisko lauku un vadītājiem nav fiziska kontakta, radītie zaudējumi ir ļoti mazāki, salīdzinot ar parasto ģeneratoru.
Atšķirībā no parastā mehāniskā dinamometra virpuļstrāvas dinamometrā roka ir savienota ar statora korpusu. Sviras galā ir pievienots rādītājs, kas var izmērīt rotora tinumā radīto griezes momentu. Zinot rotora ātrumu, var zināt jaudas daudzumu, jo jauda ir vienāda ar griezes momenta un ātruma reizinājumu.
Dinamometra priekšrocības
Virpuļstrāvas dinamometra priekšrocības ir
- Tas ir efektīvāks salīdzinājumā ar parasto mehānisko dinamometru zemo berzes zudumu dēļ.
- Tās struktūra ir vienkārša
- To var darbināt ērtāk, salīdzinot ar parastajiem dinamometriem
- Tam ir ātra dinamiskā reakcija zemās rotācijas inerces dēļ.
- Tā kā nav milzīgu tinumu, vara zudumu skaits ir mazāks.
- To var viegli savienot ar ārēju vadības bloku, lai uzraudzītu strāvu plūsmu un pat to kontrolētu.
- Bremzēšanas moments ir ļoti liels
- Tas ir ļoti precīzs un stabils
Pieteikumi
Galvenie lietojumi ir
- Iekšdedzes dzinēja darbības pārbaude
- Izmanto mazjaudas motorā
- Automašīnu transmisijas daļas
- Gāzes turbīnas
- Ūdens turbīnas
Tādējādi mēs esam redzējuši dinamometru darbības principus, kas ir kompakti un daudzpusīgi. Jādomā, kā var panākt virpuļstrāvas darbības raksturlielumus dinamometrs līdz parasto mehānisko dinamometru līmenim?
