Вртложна струја динамометар је посебан уређај са мање губитака, високом ефикасношћу и свестранији у поређењу са конвенционалним механичким динамометром. У динамометру са вртложном струјом губици су мањи због одсуства било каквог физичког контакта између намотаја и побуде. Због своје мале величине и комбинованости има бројне примене, па чак и у неким случајевима, попут испитивања перформанси мотора са унутрашњим сагоревањем, користи се као оптерећење. Овај чланак говори о прегледу динамометра са вртложним струјама.

Шта је вртложни динамометар?

Динамометар са вртложном струјом је електромеханички уређај за претворбу енергије, који механичку енергију претвара у електричну. У основи користи Фарадејев закон електромагнетна индукција као његов принцип рада. Шема динамометра је приказана доле.

Конструкција

Конструкцијски аспекти динамометра са вртложним струјама приказани су на горњој слици. Састоји се од спољног оквира као статора, који се назива и непокретни члан машине. Статор се састоји од намотаја, који су смештени у прорезе статора. Када се побуде намоти статора, у намотајима статора настаје магнетно поље статора. У случају машина са високом оценом, 3-фазни намотаји су постављени у прорезе статора.

Намотаји статора су израђени од бакра. Спољни оквир, тј. Статор је направљен од магнетног материјала попут ливеног гвожђа или силицијумског челика у случају деликатних примена. Ротирајући члан назива се ротор који се држи испод намотаја статора. Ротор је постављен на осовину тако да може да се окреће. Роторски намоти су постављени на уторима ротора. У случају тешких машина, трофазни намотаји ротора се држе на уторима ротора.

Ротор мора бити повезан са главним покретачем, тако да када се главни покретач окреће, он даје механички улаз у уређај. За побуђивање намотаја статора користи се ДЦ напајање. У случају великих машина, исправљач јединице се користе за постизање овог напајања једносмерном струјом. За велике машине уље се користи за хлађење и изолацију намотаја статора. Ово је важно за одвођење створене топлоте.

Једном се мерач струје, како је приказано на дијаграму, користи за мерење произведене струје и индукованог обртног момента. Показивач је краком повезан са статором, који може мерити обртни моменат генерисан у ротору. И са знањем брзине, користећи ову вредност обртног момента, можемо израчунати снагу која се генерише у машини.

Динамометар ради

Динамометар са вртложном струјом ради на принципу Фарадејевог закона електромагнетне индукције. Према закону, кад год дође до релативног померања између скупа проводника и магнетног поља, на скупу проводника индукује се ЕМС. Ова емф се назива динамички индукована емф. У случају динамометра, када се полови статора побуђују једносмерним напајањем које је повезано са статором.

Рад

Када је прикључено напајање једносмерном струјом, побуђују се завојнице статора и у завојницама статора настаје магнетно поље. У случају трофазне машине, добијамо 3-фазно обртно магнетно поље, у намотајима статора када се намотаји побуђују трофазним напајањем. Када се главни покретач ротира, ротор, завојнице ротора ротирају и делују са магнетним пољем статора.

Мора се напоменути да је магнетно поље статора по својој природи статично. Пошто је побуда једносмерна, добијамо статичко магнетно поље. Када завојнице ротора пресеку магнетно поље статора, индукује се ЕМС, јер је у овом случају магнетно поље статично, а проводници се окрећу. Дакле, постоји релативно померање између магнетног поља и проводника.

Карактеристике динамометра са вртложним струјама

Мора се уочити да се динамометар са вртложном струјом разликује од уобичајеног механички динамометар. У овом случају, када ротор динамометра пресече магнетно поље статора, на проводницима ротора индукује се ЕМС. Узрокује струјање вртложних струја у проводницима ротора. Правац вртложних струја је супротан промени магнетног флукса и генерише се у ротору.

Ротор се супротставља сили која делује због магнетног флукса, али због улаза главног покретача, он се и даље окреће. А пошто нема физичког контакта између магнетног поља и проводника, произведени губици су веома мали у поређењу са конвенционалним генератором.

За разлику од конвенционалног механичког динамометра, код динамометра са вртложним струјама крак је повезан са телом статора. На крају крака повезан је показивач који може мерити обртни моменат произведен у намотају ротора. Познавањем брзине ротора може се знати колика је снага, јер је снага једнака производу обртног момента и брзине.

Предности динамометра

Предности динамометра са вртложним струјама су

“охмметар се користи за мерење ”

Ефикаснији је у поређењу са конвенционалним механичким динамометром због малих губитака трења.
Његова структура је једноставна
Њиме се може управљати практичније у поређењу са конвенционалним динамометрима
Има брз динамички одзив због мале ротационе инерције.
Због одсуства огромних намотаја, број губитака бакра је мањи.
Може се лако повезати са спољном контролном јединицом за праћење протока струја и чак његово управљање.
Обртни моменат кочења је веома висок
Изузетно је прецизан и стабилан

Апликације

Главне примене су

Испитивање перформанси мотора са унутрашњим сагоревањем
Користи се у моторима мале снаге
Делови аутомобилског мењача
Плинске турбине
Водене турбине

Отуда смо видели принципе рада динамометра који су компактне и свестране природе. Мора се помислити како се могу довести радне карактеристике вртложне струје динамометар до нивоа конвенционалних механичких динамометра?