Токами Фуко(эсвэл эргүүлэг гүйдэл) нь хувьсах соронзон орон дахь их хэмжээний дамжуулагчд гарч ирдэг индуктив шинж чанартай гүйдэл юм. Хаалттай хэлхээ эргүүлэг урсгалдамжуулагчийн гүнд гарч ирдэг. Их хэмжээний дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэл бага байдаг тул Фукогийн гүйдэл нь их хэмжээний утгад хүрч чаддаг. Эргэдэг гүйдлийн хүч нь дамжуулагч материалын хэлбэр, шинж чанар, хувьсах соронзон орны чиглэл, соронзон урсгал өөрчлөгдөх хурд зэргээс хамаарна. Дамжуулагч дахь Фуко гүйдлийн хуваарилалт нь маш нарийн төвөгтэй байж болно.

Фоукогийн гүйдлийн улмаас 1 доллар тутамд ялгарах дулааны хэмжээ нь соронзон орны өөрчлөлтийн давтамжийн квадраттай пропорциональ байна.

Ленцийн хуулийн дагуу Фукогийн урсгалууд өөрсдийг нь үүсгэж буй шалтгаанд нөлөөлөхийн тулд ийм чиглэлийг сонгодог. Энэ нь дамжуулагч соронзон орон дотор хөдөлж байвал түүнийг мэдрэх ёстой гэсэн үг юм хүчтэй тоормослох, энэ нь Фукогийн гүйдэл ба соронзон орны харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг.

Фукогийн дөнгө бий болсон жишээг хэлье. 5 см$ диаметртэй, 6 мм$ зузаантай зэс дискийг цахилгаан соронзон туйлуудын хоорондох нарийн завсарт оруулъя. Хэрэв соронзон орон унтарвал диск хурдан унадаг. Цахилгаан соронзон асаацгаая. Талбай нь том хэмжээтэй байх ёстой (ойролцоогоор $0.5T$). Дискний уналт удаан болж, маш наалдамхай орчинд хөдөлгөөнтэй төстэй болно.

Фуко урсгалын хэрэглээ

Токи Фүко тогло ашигтай үүрэгроторт асинхрон мотор-д өгөгдсөн эргэлтийн хөдөлгөөнсоронзон орон. Асинхрон моторын ажиллах зарчмыг хэрэгжүүлэхийн тулд Фуко гүйдлийн харагдах байдлыг шаарддаг.

Фуко гүйдэл нь гальванометр, сейсмограф болон бусад олон хэрэгслийн хөдөлгөөнт хэсгүүдийг чийгшүүлэхэд ашиглагддаг. Тиймээс төхөөрөмжийн хөдөлж буй хэсэгт хавтан - сектор хэлбэртэй дамжуулагч суурилуулсан болно. Энэ нь хүчтэй байнгын соронзны туйлуудын хоорондох завсарт ордог. Хавтан хөдөлж байх үед түүний дотор Фуко гүйдэл гарч ирдэг бөгөөд энэ нь системийг дарангуйлдаг. Түүнээс гадна тоормос нь хавтан хөдөлж байх үед л гарч ирдэг. Иймээс ийм төрлийн тайвшруулах төхөөрөмж нь системийг тэнцвэрт байдалд оруулахад саад болохгүй.

Фуко урсгалаар ялгарсан дулааныг халаалтын процесст ашигладаг. Тиймээс Фуко гүйдэл ашиглан метал хайлуулах нь бусад халаалтын аргуудтай харьцуулахад маш давуу талтай юм. Индукцийн зуух гэж нэрлэгддэг ороомог нь гүйдэл урсдаг ороомог юм. өндөр давтамжтайТэгээд агуу хүч. Ороомог дотор дамжуулагч биеийг байрлуулсан бөгөөд дотор нь өндөр эрчимтэй эргүүлэг гүйдэл гарч ирдэг бөгөөд энэ нь бодисыг хайлуулах хүртэл халаадаг. Металлыг вакуум орчинд хайлуулж, өндөр цэвэршилттэй материал үйлдвэрлэхэд хүргэдэг.

Фуко гүйдлийг ашиглахдаа вакуум суурилуулалтын дотоод металл хэсгүүдийг хийгүй болгохын тулд халаадаг.

Эргэдэг урсгалаас үүдэлтэй асуудлууд. Арьсны нөлөө

Фуколдын урсгал нь зөвхөн ашигтай үүрэг гүйцэтгэхээс илүү үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдди урсгалнь дамжуулах гүйдэл бөгөөд энергийн нэг хэсэг нь Жоулийн дулааныг гаргахад зарцуулагддаг. Ийм энерги, жишээлбэл, ихэвчлэн ферромагнетаар хийгдсэн асинхрон моторын ротор дахь гол цөмийг халааж, улмаар тэдгээрийн шинж чанар мууддаг. Энэ үзэгдэлтэй тэмцэхийн тулд цөмийг тусгаарласан нимгэн хавтан хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг нимгэн давхаргуудтусгаарлагч ба ялтсуудыг суурилуулж, Фуко гүйдэл нь ялтсууд дээр чиглэнэ. Жижиг зузаантай ялтсууд нь эргэдэг урсгал нь жижиг хэмжээтэй байдаг их хэмжээний нягтрал. Феррит ба өндөр соронзон эсэргүүцэлтэй бодисууд гарч ирснээр хатуу цөм үйлдвэрлэх боломжтой болсон.

Эргэдэг гүйдэл нь хувьсах гүйдэл урсдаг утаснуудад тохиолддог бөгөөд Фукогийн гүйдлийн чиглэл нь утасны доторх гүйдлийг сулруулж, гадаргуугийн ойролцоо бэхжүүлдэг. Үүний үр дүнд хурдацтай өөрчлөгдөж буй гүйдэл нь утасны хөндлөн огтлолын дагуу жигд бус тархдаг. Энэ үзэгдлийг гэж нэрлэдэг арьсны нөлөө(гадаргуугийн нөлөө). Энэ үзэгдлийн улмаас дотоод хэсэгдамжуулагч нь хэлхээнд ашиггүй болдог өндөр давтамжтайхоолойг дамжуулагч болгон ашиглах. Арьсны нөлөөг металлын гадаргуугийн давхаргыг халаахад ашиглаж болох бөгөөд энэ үзэгдлийг металыг хатууруулахад ашиглах боломжтой болгодог бөгөөд талбайн давтамжийг өөрчилснөөр хатууралтыг шаардлагатай гүнд хийж болно.

Нэг төрлийн цилиндр дамжуулагчийн арьсны нөлөөг тодорхойлох ойролцоо томъёо:

Зураг 1.

Энд $R_w$ нь $r$ радиустай дамжуулагчийн $w$ цикл давтамжтай хувьсах гүйдэлд үзүүлэх үр дүнтэй эсэргүүцэл юм. $R_0$ - дамжуулагчийн тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл.

Энд хувьсах гүйдлийн үр ашигтай нэвтрэлтийн гүн ($\дельта $) (дамжуулагчийн гадаргуугаас гүйдлийн нягт нь түүний гадаргуу дээрх нягттай харьцуулахад $e=2.7\$ дахин багасах зай) тэнцүү байна.

$\mu $ - харьцангуй соронзон нэвчилт, $(\mu )_0$ - соронзон тогтмол, $\сигма $ - дамжуулагчийн хувийн дамжуулах чанар DC. Дамжуулагч нь зузаан байх тусам арьсны нөлөө илүү их байх тусам $w$ ба $\sigma$-ийн утгыг харгалзан үзэх шаардлагатай.

Жишээ 1

Дасгал:Төвөөс зугтах машинтай туршилт хийхдээ түүнд асар том зэс диск бэхэлсэн бөгөөд энэ дискийг эргэлтэнд оруулав. өндөр хурд. Соронзон зүүг дискний дээгүүр (харьцалгүйгээр) өлгөв. Сум юу болох вэ, яагаад?

Шийдэл:

Соронзон зүү нь зэс дамжуулагч эргэлддэг соронзон орон үүсгэдэг соронзны үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүний үр дүнд дамжуулагчийн дотор үүсдэг өдөөгдсөн гүйдэл- Фуко урсгал. Лензийн дүрмийн дагуу соронзон оронтой харилцан үйлчлэлцдэг эргүүлэг гүйдэл нь дискний эргэлтийг зогсоох эсвэл Ньютоны гуравдахь хуулийн дагуу соронзон зүүг тэдэнтэй хамт чирдэг. Энэ нь дискний дээгүүр өлгөгдсөн соронзон зүү нь түүний араас эргэж, суспензийг (утас) эргүүлнэ гэсэн үг юм.

Хариулт:Соронзон зүү эргэлддэг, шалтгаан нь эргүүлэг гүйдэл юм.

Жишээ 2

Дасгал:Хувьсах гүйдэл дамждаг газар доорхи кабелийг яагаад металл хий, усны хоолойд ойртуулж болохгүй гэж тайлбарлана уу?

Шийдэл:

Хувьсах гүйдлийн нөлөөгөөр кабелийн эргэн тойронд хувьсах соронзон орон гарч ирвэл дамжуулагч (металл хоолой) энэ талбарт орвол индуктив гүйдэл үүснэ. Эдгээр гүйдэл нь металл хоолойн зэврэлтийг үүсгэдэг. Үүнээс гадна хоолойд гүйдэл байгаа нь аюултай тул цахилгаан цочрол үүсэх магадлалтай.

Жишээ 3

Дасгал:Зузаан зэсээр хийсэн дүүжин нь таслагдсан салбар хэлбэртэй байдаг. Энэ нь саваа дээр түдгэлзсэн бөгөөд гүйцэтгэх боломжтой чөлөөт чичиргэээргэн тойронд хэвтээ тэнхлэгхүчтэй цахилгаан соронзон туйлуудын хоорондох соронзон орон дахь . Соронзон орон байхгүй үед савлуур нь бараг ямар ч чийгшүүлэхгүйгээр хэлбэлздэг. Цахилгаан соронзон орны соронзон орон дахь дүүжингийн хэлбэлзлийг тайлбарла. Соронзон орон байгаа үед савлуурыг яаж бараг саармагжуулахгүйгээр хэлбэлзүүлэх вэ?

Шийдэл:

Хэрэв тайлбарласан их хэмжээний дүүжин хэлбэлзлийг хүчтэй соронзон орон дотор байрлуулсан бол дүүжинд Фукогийн гүйдэл үүсдэг. Эдгээр гүйдэл нь Лензийн дүрмийн дагуу дүүжингийн хөдөлгөөнийг удаашруулж, хэлбэлзлийн далайц багасч, хэлбэлзэл нь өөрөө удалгүй зогсдог.

Соронзон талбарт хэлбэлзэж буй савлуурын эргүүлэгт үүссэн гүйдлийг багасгахын тулд түүний хатуу хэсгийг сунасан шүдтэй самаар сольж болно. Фуко гүйдэл багасч, савлуур нь бараг ямар ч чийгшүүлэхгүйгээр хэлбэлзэх болно.

Цахилгаан нь зөвхөн үйлдвэрлэлд төдийгүй өдөр тутмын амьдралдаа биднийг хүрээлж байдаг. Хүн эргүүлэг гэж юу байдгийг мэдэхгүй ч өдөр бүр хийдэг ажилтай нь тааралддаг. Жишээлбэл, хүмүүс энэ үйл явцын талаар ямар ч бодолгүйгээр зүгээр л унтраах товчлуурыг дарж гэрлийг асааж дассан байдаг. Ийм л юм болсон энэ тохиолдолд. Тиймээс "Фуко гүйдэл" гэсэн нэр томъёоны дор юу нуугдаж байгааг ойлгох, тэдгээрийн үүсэх механизмыг тодорхойлохын тулд цахилгаан гүйдлийн шинж чанарыг эргэн санах хэрэгтэй. Гэхдээ эхлээд "Яагаад Фуко" гэсэн асуултад хариулъя.

Эргэдэг гүйдлийн талаар анх Францын физикч Д.Ф.Арагогийн бүтээлүүдэд дурдсан байдаг. Тэр эргэдэг соронзлогдсон заагч байрладаг зэс дискний хачирхалтай үйлдэлд анхаарлаа хандуулсан. Ямар ч тодорхой шалтгаангүйгээр диск нь сумны эргэлттэй хамт эргэлдэж эхлэв. Тэр үед (1824) тэд энэ зан үйлийг хараахан тайлбарлаж чадаагүй тул уг үзэгдлийг "Араго үзэгдэл" гэж нэрлэжээ. Хэдэн жилийн дараа өөр нэг эрдэмтэн М.Фарадей өөрийн нээсэн хуулиа Арагогийн үзэгдэлд хэрэглэжээ. цахилгаан соронзон индукц, энэ тохиолдолд дискний хөдөлгөөнийг дурдсан хуулийн үүднээс хялбархан тайлбарлаж болно гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. Санал болгож буй тайлбарын дагуу эргэдэг соронзон орон нь дамжуулагчийн атомууд (зэс диск) дээр ажиллаж, бүтэц дэх цэнэгтэй (туйлшсан) бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөнийг үүсгэдэг. Цахилгаан гүйдлийн нэг шинж чанар нь дамжуулагчийн эргэн тойронд үргэлж соронзон орон байдаг. Эргэдэг гүйдэл нь тэдгээрийг үүсгэдэг гол талтай харилцан үйлчилдэг өөрсдийн талбайг бий болгодог гэдгийг таахад хэцүү биш юм. "Эди" гэдэг үг нь дамжуулагч дотор ийм гүйдэл хэрхэн тархаж байгааг тодорхойлдог: тэдгээрийн чиглэл нь гогцоотой байдаг. Араго, Фарадей нарын бүтээл дээр үндэслэн эргэлдэх урсгалыг физикч Фуко нухацтай судалжээ. Тиймээс энэ нэр гарч ирэв.

Эдгээр гүйдэл нь генераторын үүсгэсэн индукцийн гүйдлээс тийм ч их ялгаатай биш юм. Хэрэв эргэлтийн соронзон орон (ээлж буй, эргэлддэг) ба ойролцоох дамжуулагч байгаа бол цахилгаан соронзон орны үйл ажиллагааны улмаас гүйдэл үүсдэг. Дамжуулагч нь том, масстай байх тусам үүссэн гүйдлийн үр дүнтэй утга өндөр байх болно. Түүгээр ч зогсохгүй эргүүлэг гүйдэл нь урсгалын өөрчлөлтийг эсэргүүцдэг соронзон орон үүсгэдэг. Суурь гүйдэл ихсэх тусам эсрэг чиглэлтэй EMF нэмэгдэж, буурах үед эсрэгээр эргүүлэг гүйдлийн талбар нь үндсэн урсгалыг дэмждэг. Дээрх нь Ленцийн хуулиас үүдэлтэй.

Бусад тохиолдолд эргүүлэг гүйдлийн зарим шинж чанарууд эрэлт хэрэгцээтэй байдаг. Жишээлбэл, индукцийн ган хайлуулах зуухны ажиллагаа нь их хэмжээний дамжуулагчийг халаадаг тусгай генераторын өдөөгдсөн эргүүлэг гүйдлийн үйлчлэлд суурилдаг. Үүнээс гадна тэдгээрийг металлын бүтцэд үл үзэгдэх согог байгаа эсэхийг тодорхойлоход ашигладаг.

Эргэдэг урсгал гэж юу вэ

Эдди урсгалыг хамгийн их гэж үздэг гайхалтай үзэгдлүүд, цахилгааны инженерчлэлд олддог. Хүн төрөлхтөн хэрэглэж сурсан нь гайхалтай сөрөг талуудэргүүлэг урсгалын сайн сайхны төлөөх үйл ажиллагаа.

Эргэдэг урсгалыг нээсэн түүх

1824 онд Францын физикч Даниел Араго нэг тэнхлэгт соронзон зүүний доор байрлах зэс дискэн дээр эргэдэг гүйдлийн нөлөөг анх ажиглажээ. Зүүг эргүүлэх үед дискэнд эргүүлэг гүйдэл үүсч, түүнийг хөдөлгөв. Энэ үзэгдлийг нээсэн хүнийг хүндэтгэн "Араго эффект" гэж нэрлэдэг.

Эддигийн одоогийн судалгаа үргэлжилж байна Францын физикчЖан Фуко. Тэрээр тэдгээрийн мөн чанар, үйл ажиллагааны зарчмыг нарийвчлан тодорхойлсон бөгөөд статик соронзон орон дээр эргэлддэг дамжуулагч ферромагнетыг халаах үзэгдлийг ажиглав. Урсгал шинэ мөн чанармөн судлаачийн нэрээр нэрлэгдсэн.

Эргэлтийн урсгалын мөн чанар

Фоукогийн гүйдэл нь дамжуулагч хувьсах соронзон орны нөлөөлөлд өртөх эсвэл статик соронзон орон дотор хөдөлж байх үед үүсдэг. Индукцийн гүйдлийн шинж чанар нь шугаман утсанд цахилгаан гүйдэл дамжин өнгөрөх үед үүсдэг индукцийн гүйдэлтэй төстэй юм. Эргэдэг гүйдлийн чиглэл нь тойрог хэлбэрээр хаалттай бөгөөд тэдгээрийг үүсгэдэг хүчний эсрэг байдаг.

Хүний эдийн засгийн үйл ажиллагааны Фукогийн урсгалууд

Фуко урсгалын илрэлийн хамгийн энгийн жишээ өдөр тутмын амьдрал- ороомгийн трансформаторын соронзон хэлхээнд үзүүлэх нөлөө. Өдөөгдсөн гүйдлийн нөлөөнөөс болж бага давтамжийн чичиргээ гарч ирдэг (трансформатор дуугардаг), энэ нь хүчтэй халаалтад хувь нэмэр оруулдаг. Энэ тохиолдолд эрчим хүч дэмий үрэгдэж, суурилуулалтын үр ашиг буурдаг. Их хэмжээний алдагдлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд трансформаторын цөмийг нэг хэсэг болгон хийдэггүй, харин цахилгаан дамжуулах чанар багатай цахилгаан гангаар хийсэн нимгэн туузаар угсардаг. Туузнууд нь цахилгаан лак эсвэл масштабын давхаргаар бие биенээсээ тусгаарлагдсан байна. Феррит элементүүд гарч ирснээр жижиг хэмжээтэй соронзон цөмийг нэг хэсэг болгон үйлдвэрлэх боломжтой болсон.

Эргэдэг гүйдлийн нөлөөг бүх үйлдвэр, механик инженерчлэлд ашигладаг. Соронзон лифтийн галт тэрэгнүүд тоормослохдоо Фуко гүйдлийг ашигладаг бөгөөд өндөр нарийвчлалтай багажууд нь эргүүлэг гүйдлийн үйлчлэлд суурилсан заагчийг сулруулах системтэй байдаг. Индукцийн зуух нь металлургийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд ижил төстэй суурилуулалтаас олон давуу талтай байдаг. Индукцийн зууханд халаах металыг байрлуулж болно агааргүй орон зай, түүний бүрэн хий тайлах түвшинд хүрэх. Суурилуулалтын өндөр үр ашигтай байдлаас шалтгаалан хар металлыг индукцээр хайлуулах нь металлургийн салбарт өргөн тархсан.

Фуко урсгал гэж юу вэ, тэдгээрийн ашигтай хэрэглээ, ямар тохиолдолд та тэдэнтэй харьцах ёстой вэ?

Индукцийн гүйдэл эсвэл Фуко гүйдэл (Ж.Б.Л. Фукогийн хүндэтгэл) нь дамжуулагчийг нэвтлэх гүйдэл өөрчлөгдөх үед үүсдэг индукцийн гүйдэл юм. соронзон урсгал.

Ашигтай хэрэглээ
....Энэ шинж чанарыг гальванометр, сейсмограф гэх мэтийн хөдөлгөөнт хэсгүүдийг чийгшүүлэхэд ашигладаг.
Фукогийн гүйдлийн дулааны эффектийг индукцийн зууханд ашигладаг - дамжуулагч биеийг өндөр хүчин чадалтай өндөр давтамжийн генератороор тэжээгддэг ороомогт байрлуулж, дотор нь эргүүлэг гүйдэл үүсч, хайлж дуустал халаана.
Фуко гүйдлийн тусламжтайгаар вакуум суурилуулалтын металл хэсгүүдийг халааж, хийгүй болгодог.

Юрий Масалыга

Гүйдэл дамжуулагчаар дамжих үед урсах гүйдлийн өмнөх соронзон орон үүсдэг (гимлет дүрэм). Энэ талбар нь Фуко урсгалыг үүсгэдэг. Хангалттай гүйдлийн хүч ба дамжуулагчийн зузаантай бол Фукогийн гүйдэл нь мэдэгдэхүйц болж, дамжуулагчийг халаахад хүргэдэг. Тиймээс утаснууд нь олон судалтай, трансформаторын соронзон судал нь тусдаа тусгаарлагдсан хавтангаас угсардаг - энэ нь хэт халалтаас сэргийлдэг.

Кирилл Грибков

Эргэдэг гүйдэл (Фуко гүйдэл) нь хувьсах соронзон орны нөлөөгөөр үүссэн эргүүлэг цахилгаан орны нөлөөн дор үүсдэг их хэмжээний дамжуулагч дахь хаалттай индукцийн гүйдэл юм. Эдди гүйдэл нь тэдгээрийн үүссэн дамжуулагчийг халааснаас болж цахилгааны алдагдалд хүргэдэг; Эдгээр алдагдлыг багасгахын тулд машин болон хувьсах гүйдлийн төхөөрөмжүүдийн соронзон хэлхээг тусгаарлагдсан ган хавтангаар хийдэг.

Сергей х

Эдди гүйдэл, Фуко гүйдэл нь металыг хайлуулах, гадаргууг хатууруулахад ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн хүчний үйлчлэлийг төхөөрөмж, аппарат хэрэгслийн хөдөлгөөнт хэсгүүдийн чичиргээ сааруулагч, индукцийн тоормос (цахилгаан соронзон орон дээр их хэмжээний металл диск эргэдэг) ашигладаг. , гэх мэт.

Байнгын соронзон моторыг өндөр технологийн янз бүрийн хэрэглээнд ашигладаг боловч тэдгээр нь дизайны зарим хязгаарлалттай байдаг. Үүний нэг жишээ бол мэдрэмж юм өндөр температур, энэ нь урсах гүйдлийн дулааны ялгаралтаас үүдэлтэй байж болох бөгөөд ялангуяа, эргэлдэх урсгал. Хувилбар 5.3 програм хангамж COMSOL® нь эргүүлэг гүйдлийн алдагдлын функцийг агуулдаг байнгын соронзийм хөдөлгүүрүүд. Инженерүүд эдгээр үр дүнг ашиглан байнгын соронз моторын гүйцэтгэлийг бүрэн ойлгож, гүйцэтгэлийг оновчтой болгох арга замыг тодорхойлох боломжтой.

Өндөр технологийн төхөөрөмжид байнгын соронзтой мотор ашиглах.

Эрчим хүч хэмнэх - нийтлэг зорилго, дэлхийн бүх үйлдвэрлэгчид тэмүүлдэг. Жишээлбэл, тээврийн салбарыг авч үзье. Өнгөрсөн онд л гэхэд Хятад улс эрчим хүчний хэмнэлттэй өндөр хурдны метроны шинэ системийг танилцуулсан. Энэ хооронд Финландын хамгийн эртний гатлага онгоц анхны дизель хөдөлгүүрээ шинэ цахилгаан хөдөлгүүрээр сольжээ. Мөн Лондонгийн гудамжинд алдартай тансаг зэрэглэлийн автомашины брэнд анх удаа бүрэн цахилгаан машиныг танилцуулав.

Эдгээр жишээнүүд нь ногоон ирээдүй рүү чиглэсэн тээврийн хувьслыг харуулж байна. Түүнчлэн, эдгээр жишээг энэ зорилгоор байнгын соронз (PM) мотор ашигладаг гэдгээрээ нэгтгэж байна. Роторын ороомгийн оронд соронзтой ийм төрлийн моторууд нь ихэвчлэн өндөр технологийн хэрэглээнд ашиглагддаг. Хамгийн чухал нь цахилгаан болон хайбрид машинд ашиглах явдал юм.

Цахилгаан машинууд нь байнгын соронз моторын хэрэглээний нэг юм. Зургийг Мариодогийн зөвшөөрлөөр авав. Wikimedia Commons-ын Creative Commons 2.0 лицензийн дагуу ашиглах боломжтой.

PM мотор нь үр ашгийнхаа ачаар өндөр үнэлэгддэг боловч үүнтэй зэрэгцэн тэдгээрийн загварт зарим хязгаарлалтууд байдаг. Жишээлбэл, байнгын соронз нь өндөр температурт маш мэдрэмтгий байдаг. Ийм температурт гүйдэл, ялангуяа эргүүлэг урсгал нь урсах үед дулааныг бий болгоход хүрч болно. Хэдийгээр ган/төмөр роторын хэсгүүдийг цоолборлох нь эдгээр хэсгүүдийн гүйдлийн алдагдлыг бууруулахад тусалдаг ч үйлдвэрлэлийн хязгаарлалт нь үйл явцыг хүндрүүлдэг. Тиймээс байнгын соронзыг халаах нь нэлээд ач холбогдолтой байж болно.

Шинээр нь харцгаая сургалтын загвар, 5.3 хувилбар дээр боломжтой COMSOL Multiphysics®, энэ нь PM мотор дахь эргэлтийн гүйдлийн алдагдлыг харгалзан үздэг

COMSOL Multiphysics®-ийг ашиглан байнгын соронзтой моторын эргэлтийн гүйдлийн алдагдлыг дуурай.

Загварынхаа геометрээс эхэлье. Энэ жишээнд бид ашигладаг 3D загвар PM-тэй 18 туйлтай мотор. Тооцооллын зардлыг нэгэн зэрэг бууруулж, загварын 3D геометрийг бүхэлд нь харгалзан үзэхийн тулд бид уртын болон толин тусгал тэгш хэмийг ашиглан нэг туйлыг загварчлах болно.

Та бүхэл бүтэн хөдөлгүүрийн хөдөлгөөнт дүрсийг доороос харж болно. Энэ нь ротор ба төмрийн статорыг харуулж байна ( саарал), статорын ороомог (зэсээр хийсэн) ба байнгын соронз (радиаль соронзлолоос хамааран цэнхэр, улаан).

Байнгын соронзон хөдөлгүүрийн загвар.

Роторын дамжуулагч хэсгийг загварчлахын тулд бид Амперын хуулийн зангилааг ашигладаг. Ротор ба статорын дамжуулагч бус хэсгүүдийн хувьд бид скаляр соронзон потенциалтай харьцуулахад Соронзон урсгалын хадгалалтын зангилааг ашигладаг.

Суурилуулсан Rotating Machinery физикийн интерфейсийг ашигласнаар моторын эргэлтийг дуурайхад хялбар байдаг. Загварт бид ротор нь агаарын цоорхойтой хамт байрладаг, статорын координатын системтэй харьцуулахад эргэлддэг төвийн дээд туйлыг авч үздэг. Энэ тохиолдолд геометрийг бөглөхдөө ротор ба статор хоёр байдаг тул угсралт шаардлагатай гэдгийг анхаарна уу. тусдаа хэсгүүдэдзагварууд.

Соронзон дахь эргэлтийн гүйдлийн алдагдлыг цаг хугацааны явцад тооцоолох, цаашид ашиглахын тулд бид нэмэлт хувьсагчийг оруулав. Хэдийгээр энэ загварт шаардлагагүй боловч хувьсагчийг дараагийн дулаан дамжуулалтын шинжилгээнд дундаж хугацаа болон тараасан эх сурвалждулаан. Дулааны процессыг бий болгоход эргэлдэх гүйдлийн чиглэлийн өөрчлөлт, тэдгээрийн улмаас үүсэх алдагдлаас хамаагүй удаан хугацаа шаардагдах тул тооцооллын үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд цахилгаан механик болон дулааны тооцоог салгах шаардлагатай байна.

Симуляцийн үр дүнгийн шинжилгээ.

Эхний зураг дээрх симуляцийн үр дүнд үндэслэн бид зогсонги байдалд байгаа мотор дахь соронзон индукцийн тархалтыг харж болно. хөдөлгөөнгүй байдал, өөрөөр хэлбэл, график харуулж байна анхны нөхцөлсуурин бус судалгааны зориулалттай. Эхний төлөв дэх ороомгийн гүйдэл тэгтэй тэнцүү. Баруун талын зураг нь мотор нэг салбарыг эргүүлсний дараа соронзон индукцийн тархалтыг харуулж байна. Илүү тодорхой болгохын тулд та зураг дээрх агаарын болон ороомгийн хэсгүүдийг хасч болно.

Зүүн талд: Хөдөлгөөнгүй анхны төлөвт соронзон индукцийн тархалт. Баруун талд: Нэг салбарыг эргүүлсний дараа мотор дахь соронзон индукцийн хуваарилалт.

Доорх графикаас бид соронзны эргэлтийн гүйдлийн алдагдал цаг хугацааны явцад хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг харж болно. Баруун талын хөдөлгөөнт дүрс нь статор нэг секторыг эргүүлэх үед эргүүлэг гүйдлийн алдагдлын өөрчлөлтийг харуулж байна. Эдди урсгалыг сумаар дүрсэлсэн.

Зүүн талд: Эддигийн гүйдлийн алдагдлыг цаг хугацааны эсрэг зурсан. Баруун талд: Нэг сектороор эргүүлэх үед эргүүлэг гүйдлийн алдагдлын нягтын өөрчлөлт.

Дээрх жишээнүүд нь байнгын соронз дахь эргэлтийн гүйдлийн алдагдлыг харгалзан РМ моторын шинж чанарыг илүү бүрэн дүүрэн харуулж байна. Энэхүү мэдээлэл нь PM моторын дизайн, улмаар тэдгээрийг ашиглах технологийг сайжруулахад хэрэгтэй болно.

56. Эдди урсгал (Фуко урсгал). Тэдний өргөдөл.

Эдди урсгалэсвэл Фукогийн урсгалууд(хүндэтгэлд J. B. L. Foucault) - -д үүссэн индукцийн гүйдэл дамжуулагчидтэдгээрт нэвтэрч буй өөрчлөлт гарсан үед соронзон урсгал.

Эдди урсгалыг Францын эрдэмтэн анх нээжээ Д.Ф.Араго(1786-1853) 1824 онд эргэдэг соронзон зүү дор тэнхлэгт байрлах зэс дискэнд. Эргэдэг урсгалын улмаас диск эргэлдэж эхлэв. Арагогийн үзэгдэл гэж нэрлэгддэг энэ үзэгдлийг хэдэн жилийн дараа тайлбарлав М.ФарадейТүүний нээсэн цахилгаан соронзон индукцийн хуулийн үүднээс авч үзвэл: эргэлдэгч соронзон орон нь соронзон зүүтэй харилцан үйлчилдэг зэс дискэнд гүйдэл (eddy урсгал) үүсгэдэг. Эдди урсгалыг Францын физикч нарийвчлан судалжээ Фуко(1819-1868) ба түүний нэрэмжит. Тэрээр эргүүлэг гүйдлээр соронзон орон дотор эргэлддэг металл биетүүдийг халаах үзэгдлийг нээсэн.

Фуко урсгал нь ээлжлэн солигдох нөлөөн дор үүсдэг цахилгаан соронзон оронфизик шинж чанараараа шугаман утсанд үүсэх индукцийн гүйдлээс ялгаатай биш юм. Тэдгээр нь эргүүлэг, өөрөөр хэлбэл цагирагт хаалттай байдаг. Их хэмжээний дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэл бага тул Фукогийн гүйдэл маш өндөр хүч чадалд хүрдэг. дагуу Лензийн дүрэмТэд дамжуулагч дотроос өөрсдийг нь үүсгэж буй шалтгааныг эсэргүүцэх чиглэл, замыг сонгодог. Тиймээс хүчтэй соронзон орон дотор хөдөлж буй сайн дамжуулагч нь Фукогийн гүйдлийн соронзон оронтой харилцан үйлчлэлийн улмаас хүчтэй дарангуйлдаг. Энэ өмчийг ашиглаж байна чийгшүүлэхгальванометр, сейсмограф гэх мэт хөдөлгөөнт хэсгүүд.

Фукогийн гүйдлийн дулааны эффектийг ашигладаг индукцийн зуух- дамжуулагч биеийг өндөр чадлын өндөр давтамжийн генератороор тэжээгддэг ороомогт байрлуулж, дотор нь эргүүлэг гүйдэл үүсч, хайлж дуустал халаана.

Фуко урсгалын тусламжтайгаар вакуум суурилуулалтын металл хэсгүүдийг халаадаг хий тайлах.

Ихэнх тохиолдолд Фуко урсгал нь хүсээгүй байж болно. Тэдэнтэй тэмцэхийн тулд тусгай арга хэмжээ авдаг: цөмийг халааснаас болж эрчим хүчний алдагдлаас урьдчилан сэргийлэх зорилгоор трансформаторууд, эдгээр судал нь тусгаарлагч давхаргаар тусгаарлагдсан нимгэн хавтангаас бүрдэнэ. Гадаад төрх ферритүүдэдгээр дамжуулагчийг хатуу хэлбэрээр үйлдвэрлэх боломжтой болгосон.

57. Өөрөө индукц- хэлхээгээр урсах гүйдэл өөрчлөгдөх үед дамжуулагч хэлхээнд өдөөгдсөн EMF үүсэх үзэгдэл. Хэлхээний гүйдэл өөрчлөгдөхөд соронзон индукцийн урсгал нь энэ хэлхээнд хязгаарлагдсан гадаргуугаар өөрчлөгддөг бөгөөд үүний үр дүнд энэ нь өдөөгддөг. Өөрөө өдөөгдсөн EMF. EMF-ийн чиглэл нь гүйдэл нэмэгдэхэд тийм болж хувирдаг emf хэлхээгүйдэл нэмэгдэхээс сэргийлж, гүйдэл буурах үед гүйдэл буурахаас сэргийлдэг. EMF-ийн хэмжээ нь I гүйдлийн өөрчлөлтийн хурд ба L хэлхээний индукцтэй пропорциональ байна.

EMF-ийн эх үүсвэртэй цахилгаан хэлхээнд өөрөө индукц үүсэх үзэгдлийн улмаас хэлхээг хаах үед гүйдэл нь тэр даруй биш, харин хэсэг хугацааны дараа тогтдог. Үүнтэй төстэй үйл явц нь хэлхээг нээх үед тохиолддог бөгөөд өөрөө индукцийн emf-ийн утга нь эх үүсвэрийн emf-ээс ихээхэн давж болно. Ихэнхдээ өдөр тутмын амьдралд энэ нь машины гал асаах ороомогт ашиглагддаг. 12V-ийн тэжээлийн хүчдэлтэй ердийн өөрөө индукцийн хүчдэл нь 7-25кВ байна.

Дамжуулах хэлхээнд гүйдлийн хүч өөрчлөгдөхөд өөрөө индукцийн эмф үүсдэг бөгөөд үүний үр дүнд хэлхээнд нэмэлт гүйдэл гарч ирдэг. өөрийгөө индукцийн нэмэлт гүйдэл.Ленцийн дүрмийн дагуу өөрөө индукцийн нэмэлт гүйдэл нь хэлхээн дэх гүйдлийн өөрчлөлтөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд үргэлж чиглэгддэг. эх үүсвэрээс үүссэн гүйдлийн эсрэг чиглэсэн. Гүйдлийн эх үүсвэрийг унтраасан үед нэмэлт гүйдэл нь сулрах гүйдэлтэй ижил чиглэлтэй байна. Үүний үр дүнд хэлхээнд индукц байгаа нь хэлхээн дэх гүйдэл алга болох эсвэл үүсэхийг удаашруулдаг.

Машин дахь металл эд анги эсвэл янз бүрийн цахилгаан хэрэгсэл нь соронзон орон дотор хөдөлж, огтлолцох чадвартай байдаг. цахилгаан шугам. Үүний ачаар өөрийгөө индукц бий болгодог. Фукогийн хэвийн бус гүйдэл, агаарын урсгал, тэдгээрийн тодорхойлолт, хэрэглээ, нөлөөлөл, трансформатор дахь эргүүлэг гүйдлийн алдагдлыг хэрхэн бууруулах талаар авч үзэхийг бид санал болгож байна.

Фарадейгийн хуульд соронзон урсгалын өөрчлөлт нь хоосон орон зайд ч гэсэн өдөөгдсөн цахилгаан орон үүсгэдэг гэж заасан байдаг.

Хэрэв энэ орон зайд металл хавтанг оруулбал өдөөгдсөн цахилгаан орон нь цахилгаан гүйдлийг металлаар урсгахад хүргэдэг. Эдгээр өдөөгдсөн гүйдлийг эргүүлэг гэж нэрлэдэг.

Фуко гүйдэл нь янз бүрийн дамжуулагч хэсгүүдэд индукц хийдэг урсгалууд юм цахилгаан хэрэгсэлболон машин, Foucault төөрөгдөл гүйдэл нь ус, хий дамжуулах, ялангуяа аюултай, учир нь. Тэдний чиглэлийг зарчмын хувьд хянах боломжгүй.

Хэрэв индукцлагдсан эсрэг гүйдэл нь өөрчлөгдөж буй соронзон орны нөлөөгөөр үүсгэгддэг бол эргүүлэг гүйдэл нь соронзон оронтой перпендикуляр байх ба талбай жигд байвал тэдгээрийн хөдөлгөөн нь тойрог хэлбэрээр явагдана. Эдгээр нь өдөөгдсөн цахилгаан талбайнуудэлектростатик цахилгаан талбайнуудаас эрс ялгаатай цэгийн төлбөр.

Эргэдэг урсгалын практик хэрэглээ

Эдди гүйдэл нь механик тэнцвэрийн савлуур гэх мэт хүсээгүй энергийг гадагшлуулах, ялангуяа гүйдэл маш их байвал үйлдвэрлэлд ашигтай байдаг. Тулгуурын төгсгөлд байрлах соронз нь хаалтны төгсгөлд бэхлэгдсэн металл хавтан дотор эргүүлэг гүйдэл үүсгэдэг гэж ansys хэлнэ.

Физикийн заадаг шиг эргүүлэг урсгалыг дамжин өнгөрөх галт тэрэгний хөдөлгүүрт үр дүнтэй тоормослох хүч болгон ашиглаж болно. Галт тэрэгний төмөр замын ойролцоох цахилгаан соронзон төхөөрөмж, механизмууд нь эргүүлэг гүйдэл үүсгэхээр тусгайлан тохируулагдсан байдаг. Гүйдлийн хөдөлгөөний ачаар системийн гөлгөр буулт гарч, галт тэрэг зогсдог.

Эргэлтийн гүйдэл нь багажийн трансформатор болон хүмүүст хортой. Трансформаторт урсгалыг нэмэгдүүлэхийн тулд металл цөмийг ашигладаг. Харамсалтай нь арматур эсвэл цөмд үүссэн эргүүлэг гүйдэл нь эрчим хүчний алдагдлыг нэмэгдүүлдэг. Эрчим хүч дамжуулагч ба дамжуулдаггүй материалын ээлжлэн давхаргын металл цөмийг барьснаар өдөөгдсөн гогцоонуудын хэмжээг багасгаж, улмаар эрчим хүчний алдагдлыг бууруулдаг. Трансформаторын үйл ажиллагааны явцад үүсдэг дуу чимээ нь яг энэ дизайны шийдлийн үр дагавар юм.

Видео: Фукогийн эргүүлэг

Өөр сонирхолтой хэрэглэээргүүлэг долгион - тэдгээрийг цахилгаан тоолуур эсвэл анагаах ухаанд ашиглах. Лангуу бүрийн доод талд үргэлж эргэлддэг нимгэн хөнгөн цагаан диск байдаг. Энэ диск нь соронзон орон дотор хөдөлдөг тул тэнд үргэлж эргүүлдэг гүйдэл байдаг бөгөөд тэдгээрийн зорилго нь дискний хөдөлгөөнийг удаашруулах явдал юм. Үүний ачаар мэдрэгч нь үнэн зөв, хэлбэлзэлгүйгээр ажилладаг.

Эргэлт ба арьсны нөлөө

Маш хүчтэй эргүүлэг гүйдэл (өндөр давтамжийн гүйдлийн үед) үүссэн тохиолдолд бие дэх гүйдлийн нягт нь тэдгээрийн гадаргуугаас хамаагүй бага болно. Энэ нь арьсны эффект гэж нэрлэгддэг бөгөөд түүний аргуудыг утас, хоолойн тусгай бүрээсийг бий болгоход ашигладаг бөгөөд энэ нь эргүүлэг гүйдлийн хувьд тусгайлан бүтээгдсэн бөгөөд эрс тэс нөхцөлд туршиж үздэг.

Үүнийг EMF болон трансформаторын суурилуулалтыг судалсан эрдэмтэн Эккерт нотолсон.

Эддигийн одоогийн зарчим

Зэс утас ороомог нь эргүүлэг гүйдлийн индукцийг дахин үйлдвэрлэх нийтлэг арга юм. АСороомогоор дамжин өнгөрөх нь ороомог болон түүний эргэн тойронд соронзон орон үүсгэдэг. Соронзон орон нь утсыг тойруулан шугам үүсгэж, том гогцоо үүсгэдэг. Хэрэв нэг гогцоонд гүйдэл нэмэгдэх юм бол соронзон орон нь ойролцоо байгаа утасны гогцоонуудын заримыг эсвэл бүхэлд нь тэлэх болно. Энэ нь зэргэлдээх гистерезисийн гогцоонд хүчдэлийг өдөөж, цахилгаан дамжуулагч материалд электронуудын урсгал буюу эргүүлэг гүйдэл үүсгэдэг. Материалын аливаа согог, түүний дотор хананы зузаан, хагарал болон бусад тасалдал зэрэг нь эргэлдэх урсгалын урсгалыг өөрчилж болно.

Ом-ын хууль

Ом-ын хууль бол хамгийн том хууль юм үндсэн томъёотодорхойлох цахилгаан урсгал. Хүчдэлийг эсэргүүцэл, омоор хувааснаар цахилгаан гүйдлийг ампераар тодорхойлно. Гүйдлийн гүйдлийг тооцоолох томъёо байхгүй гэдгийг санах нь зүйтэй бөгөөд энэ нь соронзон орныг тооцоолох жишээг ашиглах шаардлагатай юм.

Индукц

Ороомгоор дамжин өнгөрөх хувьсах гүйдэл нь ороомог болон түүний эргэн тойронд соронзон орон үүсгэдэг. Гүйдэл ихсэх тусам ороомог нь ороомгийн хажууд байрлах дамжуулагч материалд эргэлтийн гүйдлийг үүсгэдэг. Эргэдэг гүйдлийн далайц ба фаз нь ороомгийн ачаалал ба түүний эсэргүүцэлээс хамаарч өөр өөр байна. Хэрэв цахилгаан дамжуулагч материалд гадаргын гадаргаас доош эсвэл гадаргын тасалдал үүсвэл эргүүлэг гүйдлийн урсгал тасалдана. Үүнийг тохируулах, хянахын тулд өөр өөр сувгийн давтамжтай тусгай төхөөрөмжүүд байдаг.

Соронзон орон

Зурагт хэрхэн эргүүлж байгааг харуулж байна цахилгаан гүйдэлороомогт соронзон орон үүсгэдэг. Ороомог нь эргээд цахилгаан дамжуулагч материалд эргүүлэг гүйдэл үүсгэж, мөн өөрийн соронзон орон үүсгэдэг.

Алдаа илрүүлэх

Ороомог дээрх хүчдэлийг өөрчлөх нь материалд нөлөөлж, эргүүлэг гүйдлийг сканнердаж, судлах нь гадаргуу болон гүний тасалдлыг хэмжих төхөөрөмжийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Ямар дутагдал илрэхэд хэд хэдэн хүчин зүйл нөлөөлнө:

1. Материалын дамжуулалт нь эргүүлэг гүйдлийн замд ихээхэн нөлөөлдөг;
2. Дамжуулагч материалын нэвчилт нь соронзлох чадвартай тул асар их нөлөө үзүүлдэг. Хавтгай гадаргуужигд бус сканнераас хамаагүй хялбар.
3. Нэвтрэх гүн нь маш их их үнэ цэнэ eddy гүйдлийн удирдлагад. Гадаргуугийн ан цавыг илрүүлэх нь гадаргын доорх согогоос хамаагүй хялбар байдаг.
4. Энэ нь гадаргуугийн талбайд мөн адил хамаарна. Яаж жижиг талбай– эргүүлэг гүйдэл хурдан үүснэ.

Алдаа илрүүлэгчээр контурыг илрүүлэх

Тодорхой төрлийн гадаргуу, контурт зориулж үйлдвэрлэсэн олон зуун стандарт болон захиалгат мэдрэгчүүд байдаг. Металлын ирмэг, ховил, контур, зузаан нь туршилтыг амжилттай эсвэл бүтэлгүйтэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Дамжуулагч материалын гадаргууд хэт ойрхон байрладаг ороомог байх болно хамгийн сайн боломжхагарлыг илрүүлэх. Нарийн төвөгтэй хэлхээний хувьд ороомог нь тусгай блок руу орж, холбох хэрэгсэлд бэхлэгддэг бөгөөд энэ нь гүйдэл дамжуулж, түүний нөхцөл байдлыг хянах боломжийг олгодог. Олон төхөөрөмжүүдийг байрлуулахын тулд тусгай датчик болон ороомгийн хэвийг шаарддаг жигд бус хэлбэрдэлгэрэнгүй. Ороомог нь тухайн хэсгийн загварт тохирсон тусгай (бүх нийтийн) хэлбэртэй байж болно.

Эргэлтийн урсгалыг багасгах

Индукторын ороомгийн урсгалыг багасгахын тулд эдгээр механизмын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Ялангуяа шингэрүүлсэн утас, тусгаарлагдсан утас ашиглахыг зөвлөж байна.