Una corrente parassita dinamometro è un dispositivo speciale con minori perdite, alta efficienza e più versatile rispetto al dinamometro meccanico convenzionale. Nel dinamometro a correnti parassite le perdite sono minori per l'assenza di qualsiasi contatto fisico tra avvolgimenti ed eccitazione. Per le sue ridotte dimensioni e combinabilità, ha numerose applicazioni, e anche per alcuni casi come testare le prestazioni di un motore a combustione interna, viene utilizzato come carico. Questo articolo discute una panoramica di un dinamometro a correnti parassite.
Cos'è il dinamometro a correnti parassite?
Un dinamometro a correnti parassite è un dispositivo elettromeccanico di conversione dell'energia, che converte l'energia meccanica in energia elettrica. Fondamentalmente utilizza la legge di Faraday di induzione elettromagnetica come principio di funzionamento. Di seguito è mostrato uno schema del dinamometro.
Costruzione
Gli aspetti costruttivi del dinamometro a correnti parassite sono mostrati nella figura sopra. Consiste nel telaio esterno come lo statore, che è anche chiamato un elemento fisso della macchina. Lo statore è costituito da avvolgimenti, che sono posizionati nelle fessure dello statore. Quando gli avvolgimenti dello statore sono eccitati, viene prodotto un campo magnetico dello statore nelle bobine dello statore. Nel caso di macchine di alta potenza, gli avvolgimenti trifase sono posizionati nelle fessure dello statore.
Gli avvolgimenti dello statore sono in rame. Il telaio esterno, ovvero lo statore, è realizzato in materiale magnetico come ghisa o acciaio al silicio in caso di applicazioni delicate. L'elemento rotante è chiamato rotore, che è mantenuto sotto le bobine dello statore. Il rotore è posizionato su un albero in modo che possa ruotare. Gli avvolgimenti del rotore sono posizionati sugli slot del rotore. Nel caso di macchine pesanti, gli avvolgimenti del rotore trifase vengono utilizzati da mantenere sugli slot del rotore.
Il rotore deve essere collegato al motore primo, in modo tale che quando il motore primo ruota, fornisca l'ingresso meccanico al dispositivo. Un'alimentazione CC viene utilizzata per eccitare gli avvolgimenti dello statore. Nel caso di macchine di grandi dimensioni, raddrizzatore le unità vengono utilizzate per ottenere questa alimentazione CC. Per le macchine di grandi dimensioni, l'olio viene utilizzato per il raffreddamento e l'isolamento degli avvolgimenti dello statore. Questo è importante per dissipare il calore generato.
Una volta il misuratore di corrente come mostrato nel diagramma viene utilizzato per misurare la corrente prodotta e la coppia indotta. Un puntatore è collegato da un braccio allo statore, che può misurare la coppia generata nel rotore. E con la conoscenza della velocità, utilizzando questo valore di coppia, possiamo calcolare la potenza generata nella macchina.
Dinamometro funzionante
Un dinamometro a correnti parassite funziona secondo il principio della legge di Faradays dell'induzione elettromagnetica. Secondo la legge, ogni volta che c'è uno spostamento relativo tra un insieme di conduttori e un campo magnetico, viene indotta una fem sull'insieme del conduttore. Questa fem è chiamata emf indotta dinamicamente. Nel caso del dinamometro, quando i poli dello statore sono eccitati con un'alimentazione DC che è collegata allo statore.
Lavorando
Quando l'alimentazione CC è collegata, le bobine dello statore vengono eccitate e viene prodotto un campo magnetico nelle bobine dello statore. Nel caso di una macchina trifase, si ottiene un campo magnetico rotante trifase, nelle bobine dello statore quando le bobine sono eccitate con l'alimentazione trifase. Quando il motore primo ruota, il rotore, le bobine del rotore ruotano e interagiscono con il campo magnetico dello statore.
Va notato che in questo il campo magnetico dello statore è di natura statica. Poiché l'eccitazione è DC, otteniamo un campo magnetico statico. Quando le bobine del rotore tagliano il campo magnetico dello statore, viene indotta una fem poiché in questo caso il campo magnetico è statico ei conduttori stanno ruotando. Quindi c'è uno spostamento relativo tra il campo magnetico e i conduttori.
Caratteristiche del dinamometro a correnti parassite
Va osservato che il dinamometro a correnti parassite è diverso da quello convenzionale dinamometro meccanico. In questo caso, quando il rotore del dinamometro taglia il campo magnetico dello statore, viene indotta una fem sui conduttori del rotore. Provoca il flusso di correnti parassite nei conduttori del rotore. La direzione delle correnti parassite è opposta alla variazione del flusso magnetico ed è generata nel rotore.
Il rotore si oppone alla forza esercitata a causa del flusso magnetico, ma a causa dell'ingresso del motore primo, continua a ruotare. E poiché non c'è contatto fisico tra il campo magnetico e i conduttori, le perdite prodotte sono molto inferiori rispetto a un generatore convenzionale.
A differenza di un dinamometro meccanico convenzionale, in un dinamometro a correnti parassite, un braccio è collegato al corpo dello statore. All'estremità del braccio è collegato un puntatore che può misurare la coppia prodotta nell'avvolgimento del rotore. Conoscendo la velocità del rotore, è possibile conoscere la quantità di potenza, poiché la potenza è uguale al prodotto di coppia e velocità.
Vantaggi del dinamometro
I vantaggi del dinamometro a correnti parassite sono
- È più efficiente rispetto al dinamometro meccanico convenzionale grazie alle basse perdite per attrito.
- La sua struttura è semplice
- Può essere azionato in modo più conveniente rispetto ai dinamometri convenzionali
- Ha una risposta dinamica rapida a causa della bassa inerzia rotazionale.
- A causa dell'assenza di enormi avvolgimenti, il numero di perdite di rame è inferiore.
- Può essere facilmente collegato a un'unità di controllo esterna per monitorare il flusso di correnti e persino controllarlo.
- La coppia frenante è molto elevata
- È altamente preciso e stabile
Applicazioni
Le principali applicazioni sono
- Test delle prestazioni del motore a combustione interna
- Utilizzato in piccoli motori di potenza
- Parti di trasmissione di automobili
- Turbine a gas
- Turbine ad acqua
Quindi abbiamo visto i principi di funzionamento dei dinamometri che sono di natura compatta e versatile. Si deve pensare, come si possono portare le caratteristiche di funzionamento di una corrente parassita dinamometro fino al livello dei dinamometri meccanici convenzionali?
