Pöörisvool dünamomeeter on spetsiaalne seade, millel on tavalise mehaanilise dünamomeetriga võrreldes vähem kadusid, kõrge kasutegur ja mitmekülgsem seade. Pöörisvooludünamomeetris on kadud väiksemad mähiste ja ergastuse vahelise füüsilise kontakti puudumise tõttu. Väikese suuruse ja kammitavuse tõttu on sellel arvukalt rakendusi ning isegi mõnel juhul, näiteks sisepõlemismootori töö testimiseks, kasutatakse seda koormana. Selles artiklis käsitletakse pöörisvoolu dünamomeetri ülevaadet.
Mis on pöörisvoolu dünamomeeter?
Pöörisvoolu dünamomeeter on elektromehaaniline energia muundamise seade, mis muudab mehaanilise energia elektrienergiaks. Selles kasutatakse põhimõtteliselt Faraday seadust elektromagnetiline induktsioon selle tööpõhimõttena. Dünamomeetri skeem on toodud allpool.
Ehitus
Pöörisvoolu dünamomeetri konstruktsioonilised aspektid on näidatud ülaltoodud joonisel. See koosneb staatorina olevast välimisest raamist, mida nimetatakse ka masina statsionaarseks liikmeks. Staator koosneb mähistest, mis on paigutatud staatori piludesse. Staatori mähiste ergastamisel tekib staatori mähistes staatori magnetväli. Kõrge reitinguga masinate korral on staatori piludes 3 faasimähist.
Staatori mähised on valmistatud vasest. Välimine raam, st staator on delikaatsete rakenduste korral valmistatud magnetilisest materjalist, näiteks malmist või räniterasest. Pöörlevat elementi nimetatakse rootoriks, mida hoitakse staatori mähiste all. Rootor asetatakse võllile, et see saaks pöörelda. Rootori mähised asetatakse rootori piludele. Raskete masinate puhul kasutatakse rootori piludes kolmefaasilisi rootormähiseid.
Rootor peab olema ühendatud mootoriga nii, et kui mootor pöörleb, annaks see mehaanilise sisendi seadmesse. Staatori mähiste ergastamiseks kasutatakse alalisvoolu toiteallikat. Suurte masinate puhul alaldi Selle alalisvoolu varustamiseks kasutatakse ühikuid. Suurte masinate jaoks kasutatakse staatori mähiste jahutamiseks ja isolatsiooniks õli. See on oluline tekkinud soojuse hajutamiseks.
Toodetud voolu ja tekitatud pöördemomendi mõõtmiseks kasutatakse skeemil näidatud voolumõõturit. Staatoriga on käe abil ühendatud osuti, mis saab mõõta rootoris tekkivat pöördemomenti. Ja teades kiirust, saame selle pöördemomendi väärtuse abil arvutada masinas tekitatud võimsuse.
Dünamomeeter töötab
Pöörisvoolu dünamomeeter töötab Faradays ’elektromagnetilise induktsiooni seaduse põhimõttel. Vastavalt seadusele indutseeritakse juhtide komplekti korral emf, kui juhtide komplekti ja magnetvälja vahel on suhteline nihe. See emf nimetatakse dünaamiliselt indutseeritud emf. Dünamomeetri korral, kui staatori poolused ergastatakse alalisvooluallikaga, mis on ühendatud staatoriga.
Töötab
Kui alalisvoolu toiteallikas on ühendatud, ergastatakse staatori mähiseid ja staatori mähistes tekib magnetväli. Kolmefaasilise masina korral saame staatori mähistes kolmefaasilise pöörleva magnetvälja, kui mähised on kolmefaasilise toitega ergastatud. Kui mootor pöörleb, rootor, rootori mähised pöörlevad ja mõjutavad staatori magnetvälja.
Tuleb märkida, et selles staatori magnetväli on oma olemuselt staatiline. Kuna ergutus on alalisvool, saame staatilise magnetvälja. Kui rootori mähised lõikavad staatori magnetvälja, indutseeritakse emf, kuna sel juhul on magnetväli staatiline ja juhid pöörlevad. Nii et magnetvälja ja juhtide vahel on suhteline nihe.
Pöörisvoolu dünamomeetri omadused
Tuleb jälgida, et pöörisvooludünamomeeter erineb tavapärasest mehaaniline dünamomeeter. Sel juhul, kui dünamomeetri rootor lõikab staatori magnetvälja, indutseeritakse rootori juhtmetel emf. See põhjustab pöörisvoolude liikumist rootori juhtides. Pöörisvoolude suund on magnetvoo muutumisele vastupidine ja tekib rootoris.
Rootor on vastu magnetvoo mõjul mõjuvale jõule, kuid pealiikuri sisendi tõttu see pöörleb edasi. Kuna magnetvälja ja juhtide vahel puudub füüsiline kontakt, on tekitatud kaod tavalise generaatoriga võrreldes väga väiksemad.
Erinevalt tavapärasest mehaanilisest dünamomeetrist on pöörisvoolu dünamomeetril käsi staatori korpusega ühendatud. Käe otsas on ühendatud osuti, mis võimaldab mõõta rootori mähises tekkivat pöördemomenti. Teades rootori kiirust, saab teada võimsuse suuruse, kuna võimsus on võrdne pöördemomendi ja kiiruse korrutisega.
Dünamomeetri eelised
Pöörisvooludünamomeetri eelised on
- See on madalate hõõrdekadude tõttu tõhusam kui tavalise mehaanilise dünamomeetriga.
- Selle struktuur on lihtne
- Seda saab kasutada tavaliste dünamomeetritega võrreldes mugavamalt
- Sellel on madal pöörlemis inertsi tõttu kiire dünaamiline reaktsioon.
- Tohutute mähiste puudumise tõttu on vaskkaod vähem.
- Selle saab voolude voolu jälgimiseks ja isegi juhtimiseks hõlpsasti ühendada välise juhtseadmega.
- Pidurdusmoment on väga suur
- See on ülitäpne ja stabiilne
Rakendused
Peamised rakendused on
- Sisepõlemismootori jõudluskontroll
- Kasutatakse väikese võimsusega mootoris
- Autode käigukasti osad
- Gaasiturbiinid
- Veeturbiinid
Seetõttu oleme näinud kompaktsete ja mitmekülgsete dünamomeetrite tööpõhimõtteid. Tuleb mõelda, kuidas tuua pöörisvoolu tööomadused dünamomeeter kuni tavapäraste mehaaniliste dünamomeetrite tasemeni?
