Una corriente de Foucault dinamómetro es un dispositivo especial con menos pérdidas, alta eficiencia y más versátil en comparación con el dinamómetro mecánico convencional. En el dinamómetro de corrientes parásitas, las pérdidas son menores debido a la ausencia de contacto físico entre los devanados y la excitación. Por su pequeño tamaño y facilidad de peinado, tiene numerosas aplicaciones, e incluso para algunos casos como probar el rendimiento de un motor de combustión interna, se utiliza como carga. Este artículo describe una descripción general de un dinamómetro de corrientes inducidas.
¿Qué es el dinamómetro de corrientes de Foucault?
Un dinamómetro de corrientes parásitas es un dispositivo de conversión de energía electromecánica, que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Utiliza fundamentalmente la Ley de Faraday de inducción electromagnética como principio de funcionamiento. A continuación se muestra un esquema del dinamómetro.
Construcción
Los aspectos constructivos del dinamómetro de corrientes inducidas se muestran en la figura anterior. Consiste en el marco exterior como el estator, que también se denomina miembro estacionario de la máquina. El estator consta de devanados, que se colocan en las ranuras del estator. Cuando se excitan los devanados del estator, se produce un campo magnético en las bobinas del estator. En el caso de máquinas de alta potencia, los devanados trifásicos se colocan en las ranuras del estator.
Los devanados del estator están hechos de cobre. El marco exterior, es decir, el estator está hecho de un material magnético como hierro fundido o acero al silicio en caso de aplicaciones delicadas. El miembro giratorio se llama rotor, que se mantiene debajo de las bobinas del estator. El rotor se coloca sobre un eje para que pueda girar. Los devanados del rotor se colocan en las ranuras del rotor. En el caso de máquinas pesadas, se utilizan bobinados de rotor trifásicos para mantenerlos en las ranuras del rotor.
El rotor debe estar conectado al motor primario, de modo que cuando el motor primario gira, proporciona la entrada mecánica al dispositivo. Se utiliza una fuente de CC para excitar los devanados del estator. En el caso de máquinas grandes, rectificador se utilizan unidades para lograr este suministro de CC. Para máquinas grandes, el aceite se utiliza para enfriar y aislar los devanados del estator. Esto es importante para disipar el calor generado.
Un medidor de corriente como se muestra en el diagrama se utiliza para medir la corriente producida y el par inducido. Un puntero está conectado por un brazo al estator, que puede medir el par generado en el rotor. Y con el conocimiento de la velocidad, utilizando este valor de par, podemos calcular la potencia generada en la máquina.
Trabajo del dinamómetro
Un dinamómetro de corrientes parásitas funciona según el principio de la ley de inducción electromagnética de Faradays. Según la ley, siempre que hay un desplazamiento relativo entre un conjunto de conductores y un campo magnético, se induce una fem en el conjunto del conductor. Esta fem se llama fem inducida dinámicamente. En el caso del dinamómetro, cuando los polos del estator se excitan con una fuente de CC que está conectada al estator.
Trabajando
Cuando se conecta el suministro de CC, las bobinas del estator se excitan y se produce un campo magnético en las bobinas del estator. En el caso de una máquina trifásica, obtenemos un campo magnético giratorio trifásico, en las bobinas del estator cuando las bobinas se excitan con la alimentación trifásica. Cuando el motor primario gira, el rotor, las bobinas del rotor giran e interactúan con el campo magnético del estator.
Cabe señalar que en esto el campo magnético del estator es de naturaleza estática. Dado que la excitación es CC, obtenemos un campo magnético estático. Cuando las bobinas del rotor cortan el campo magnético del estator, se induce una fem ya que en este caso el campo magnético es estático y los conductores están girando. Entonces hay un desplazamiento relativo entre el campo magnético y los conductores.
Características del dinamómetro de corrientes inducidas
Debe tenerse en cuenta que el dinamómetro de corrientes inducidas es diferente al convencional. dinamómetro mecánico. En este caso, cuando el rotor del dinamómetro corta el campo magnético del estator, se induce una fem en los conductores del rotor. Hace que fluyan corrientes parásitas en los conductores del rotor. La dirección de las corrientes parásitas es opuesta al cambio en el flujo magnético y se genera en el rotor.
El rotor se opone a la fuerza ejercida debido al flujo magnético, pero debido a la entrada del motor primario, sigue girando. Y dado que no hay contacto físico entre el campo magnético y los conductores, las pérdidas producidas son muy inferiores a las de un generador convencional.
A diferencia de un dinamómetro mecánico convencional, en un dinamómetro de corrientes parásitas, un brazo está conectado al cuerpo del estator. Al final del brazo, se conecta un puntero, que puede medir el par producido en el devanado del rotor. Al conocer la velocidad del rotor, se puede conocer la cantidad de potencia, ya que la potencia es igual al producto del par y la velocidad.
Ventajas del dinamómetro
Las ventajas del dinamómetro de corrientes inducidas son
- Es más eficiente en comparación con el dinamómetro mecánico convencional debido a las bajas pérdidas por fricción.
- Su estructura es simple
- Se puede operar de manera más conveniente en comparación con los dinamómetros convencionales.
- Tiene una respuesta dinámica rápida debido a la baja inercia rotacional.
- Debido a la ausencia de grandes devanados, la cantidad de pérdidas de cobre es menor.
- Se puede conectar fácilmente a una unidad de control externa para monitorear el flujo de corrientes e incluso controlarlo.
- El par de frenado es muy alto
- Es muy preciso y estable.
Aplicaciones
Las principales aplicaciones son
- Prueba de rendimiento del motor de combustión interna
- Utilizado en motor de pequeña potencia
- Piezas de transmisión de automóviles
- Turbinas de gas
- Turbinas de agua
Por lo tanto, hemos visto los principios de funcionamiento de los dinamómetros que son compactos y versátiles por naturaleza. Debe pensarse cómo se pueden llevar las características operativas de una corriente parásita dinamómetro hasta el nivel de los dinamómetros mecánicos convencionales?
