Eddy Current Dynamometer คืออะไร: การก่อสร้างและการทำงาน

กระแสน้ำวน เครื่องวัดกระแสไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์พิเศษที่มีการสูญเสียน้อยกว่ามีประสิทธิภาพสูงและมีความอเนกประสงค์มากกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าแบบกลไกทั่วไป ในเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าไหลวนการสูญเสียจะน้อยลงเนื่องจากไม่มีการสัมผัสทางกายภาพระหว่างขดลวดและแรงกระตุ้น เนื่องจากมีขนาดเล็กและความสามารถในการใช้งานร่วมกันได้จึงมีการใช้งานมากมายและแม้ในบางกรณีเช่นการทดสอบประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในก็ใช้เป็นโหลด บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าหมุนวน

Eddy Current Dynamometer คืออะไร?

เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าหมุนวนเป็นอุปกรณ์แปลงพลังงานไฟฟ้าซึ่งแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยพื้นฐานแล้วใช้กฎของฟาราเดย์ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นหลักการทำงาน แผนผังของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าแสดงอยู่ด้านล่าง

การก่อสร้าง

ลักษณะโครงสร้างของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าไหลวนแสดงในรูปด้านบน ประกอบด้วยโครงด้านนอกเป็นสเตเตอร์ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าสมาชิกที่อยู่กับที่ของเครื่อง สเตเตอร์ประกอบด้วยขดลวดซึ่งวางอยู่ในช่องสเตเตอร์ เมื่อขดลวดสเตเตอร์ตื่นเต้นสนามแม่เหล็กสเตเตอร์จะถูกสร้างขึ้นในขดลวดสเตเตอร์ ในกรณีของเครื่องจักรที่ได้รับการจัดอันดับสูงขดลวด 3 เฟสจะอยู่ในช่องสเตเตอร์

ขดลวดสเตเตอร์ทำจากทองแดง โครงด้านนอกเช่นสเตเตอร์ทำจากวัสดุแม่เหล็กเช่นเหล็กหล่อหรือเหล็กซิลิกอนในกรณีที่มีการใช้งานที่ละเอียดอ่อน สมาชิกที่หมุนเรียกว่าโรเตอร์ซึ่งอยู่ด้านล่างขดลวดสเตเตอร์ โรเตอร์วางอยู่บนเพลาเพื่อให้สามารถหมุนได้ ขดลวดโรเตอร์วางอยู่บนช่องโรเตอร์ ในกรณีของเครื่องจักรกลหนักจะใช้ขดลวดโรเตอร์สามเฟสเก็บไว้ที่ช่องโรเตอร์

โรเตอร์จะต้องเชื่อมต่อกับตัวเคลื่อนย้ายที่สำคัญดังนั้นเมื่อผู้เสนอญัตตินายกหมุนจะให้อินพุตเชิงกลไปยังอุปกรณ์ แหล่งจ่าย DC ใช้เพื่อกระตุ้นขดลวดสเตเตอร์ ในกรณีของเครื่องจักรขนาดใหญ่ วงจรเรียงกระแส หน่วยใช้เพื่อให้ได้แหล่งจ่ายไฟ DC นี้ สำหรับเครื่องจักรขนาดใหญ่น้ำมันจะใช้สำหรับระบายความร้อนและฉนวนของขดลวดสเตเตอร์ นี่เป็นสิ่งสำคัญในการกระจายความร้อนที่เกิดขึ้น

เมื่อเครื่องวัดกระแสตามที่แสดงในแผนภาพถูกใช้เพื่อวัดกระแสที่ผลิตและแรงบิดที่เหนี่ยวนำ ตัวชี้เชื่อมต่อด้วยแขนกับสเตเตอร์ซึ่งสามารถวัดแรงบิดที่สร้างขึ้นในโรเตอร์ และด้วยความรู้เกี่ยวกับความเร็วโดยใช้ค่าแรงบิดนี้เราสามารถคำนวณกำลังที่เกิดขึ้นในเครื่องได้

ไดนาโมมิเตอร์ทำงาน

เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าหมุนวนทำงานบนหลักการของกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ ตามกฎหมายเมื่อใดก็ตามที่มีการกระจัดสัมพัทธ์ระหว่างชุดของตัวนำและสนามแม่เหล็กแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำบนชุดของตัวนำ แรงเคลื่อนไฟฟ้านี้เรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำแบบไดนามิก ในกรณีของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าเมื่อเสาสเตเตอร์ตื่นเต้นกับแหล่งจ่ายไฟ DC ซึ่งเชื่อมต่อกับสเตเตอร์

กำลังทำงาน

เมื่อเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ DC ขดลวดสเตเตอร์จะตื่นเต้นและเกิดสนามแม่เหล็กขึ้นในขดลวดสเตเตอร์ ในกรณีของเครื่องสามเฟสเราจะได้สนามแม่เหล็กหมุน 3 เฟสในขดลวดสเตเตอร์เมื่อขดลวดตื่นเต้นกับแหล่งจ่ายสามเฟส เมื่อผู้เสนอญัตติพิเศษหมุนโรเตอร์ขดลวดของโรเตอร์จะหมุนและโต้ตอบกับสนามแม่เหล็กสเตเตอร์

ต้องสังเกตว่าในกรณีนี้สนามแม่เหล็กของสเตเตอร์จะคงที่ในธรรมชาติ เนื่องจากการกระตุ้นเป็น DC เราจึงได้สนามแม่เหล็กคงที่ เมื่อขดลวดโรเตอร์ตัดสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเนื่องจากในกรณีนี้สนามแม่เหล็กจะคงที่และตัวนำกำลังหมุน ดังนั้นจึงมีการกระจัดสัมพัทธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและตัวนำ

คุณสมบัติของ Eddy Current Dynamometer

ต้องสังเกตว่าเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าไหลวนแตกต่างจากแบบธรรมดา เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าเชิงกล ในกรณีนี้เมื่อโรเตอร์ของไดนาโมมิเตอร์ตัดสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเกิดขึ้นบนตัวนำของโรเตอร์ มันทำให้กระแสไหลเวียนในตัวนำของโรเตอร์ ทิศทางของกระแสน้ำหมุนตรงข้ามกับการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กและถูกสร้างขึ้นในโรเตอร์

โรเตอร์ต่อต้านแรงที่กระทำเนื่องจากฟลักซ์แม่เหล็ก แต่เนื่องจากอินพุตที่มีการเคลื่อนย้ายที่สำคัญทำให้หมุนไปเรื่อย ๆ และเนื่องจากไม่มีการสัมผัสทางกายภาพระหว่างสนามแม่เหล็กและตัวนำการสูญเสียที่เกิดขึ้นจึงน้อยลงมากเมื่อเทียบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั่วไป

ซึ่งแตกต่างจากเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าแบบกลไกทั่วไปในเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าหมุนแขนจะเชื่อมต่อกับตัวของสเตเตอร์ ที่ปลายแขนจะมีการเชื่อมต่อตัวชี้ซึ่งสามารถวัดแรงบิดที่เกิดขึ้นในการหมุนของโรเตอร์ เมื่อทราบความเร็วของโรเตอร์สามารถทราบปริมาณพลังงานได้เนื่องจากกำลังเท่ากับผลคูณของแรงบิดและความเร็ว

ข้อดีของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้า

ข้อดีของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าไหลวนคือ

1. มีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อเทียบกับไดนาโมมิเตอร์เชิงกลทั่วไปเนื่องจากการสูญเสียแรงเสียดทานต่ำ
2. โครงสร้างของมันเรียบง่าย
3. สามารถใช้งานได้สะดวกกว่าเมื่อเทียบกับไดนาโมมิเตอร์ทั่วไป
4. มีการตอบสนองแบบไดนามิกที่รวดเร็วเนื่องจากความเฉื่อยในการหมุนต่ำ
5. เนื่องจากไม่มีขดลวดขนาดใหญ่จำนวนการสูญเสียทองแดงจึงน้อยลง
6. สามารถเชื่อมต่อกับชุดควบคุมภายนอกได้อย่างง่ายดายเพื่อตรวจสอบการไหลของกระแสและควบคุมได้
7. แรงบิดในการเบรคสูงมาก
8. มีความแม่นยำและเสถียรสูง

การใช้งาน

การใช้งานที่สำคัญคือ

• การทดสอบสมรรถนะของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
• ใช้กับมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก
• ชิ้นส่วนเกียร์รถยนต์
• กังหันก๊าซ
• กังหันน้ำ

ดังนั้นเราจึงได้เห็นหลักการทำงานของไดนาโมมิเตอร์ที่มีขนาดกะทัดรัดและใช้งานได้หลากหลายตามธรรมชาติ ต้องคิดว่าเราจะนำลักษณะการทำงานของกระแสไหลวนได้อย่างไร เครื่องวัดกระแสไฟฟ้า ถึงระดับของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าเชิงกลทั่วไป?