Brzda s vířivými proudy: Design, Práce, Odpor, Aplikace

Brzda s vířivými proudy

Brzda na vířivý proud je jednou z alternativ tradiční hydraulické brzdy známé také jako elektrická brzda. Jedná se o zařízení používané ke zpomalení nebo zastavení běžícího tělesa rozptylováním jeho KE, protože teplo a brzdná síla je poskytována elektromagnetickou silou mezi elektromagnetem a okolním vodivým materiálem, jako je vířivý proud indukovaný v elektromagnetické indukci.

V jiných rukou fungují třecí brzdy využívající tření mezi 2 čelními plochami materiálu dohromady. 

• Brzda na vířivý proud slouží k nahrazení hydraulické brzdy. 
• Střídavý proud vytvořené polní aplikace byl aktualizován.

Poznámka: K ověření analýzy pomocí vířivých proudů se obvykle používá přesné modelování konečných prvků z důvodu složité matematické formy.

Jak funguje brzda na vířivý proud?

Konstrukce brzdy na vířivý proud

U těchto brzd může být magnetické pole běžně vytvářené permanentními magnety nebo elektromagnetem kvůli elektromagnetické brzdné síle vypínáno nebo se podle potřeby měnit změnou elektrického proudu vinutí elektromagnetu. 

Výhoda těchto brzd není ovládána třením, není zde žádný brzdný povrch, který by bylo možné použít, z tohoto důvodu to může nahradit třecí brzdu. Jeho nevýhodou je, že brzdění je úměrné relativní rychlosti brzdy a musí přenášet sílu, když je pohybující se objekt v nehybném stavu, a proto v automobilech musí být doplněn pomocí třecího.

Produkují se vířivé proudy, jak již bylo vysvětleno dříve, když vodič procházející elektromagnetickým polem bude generovat opačné síly a budou cirkulovat uvnitř kovového vodiče.

Následovat bude konstrukce brzd s vířivými proudy:

• Tento typ bude schopen zpomalit objekt vytvořením vířivých proudů prostřednictvím vytváření odpor přes emf
• Brzdná akce je zajištěna změnou magnetického pole.
• Brzdná síla je aplikována elektro-magnety.

Elektromagnety jsou pro tento typ brzd široce používány místo permanentních magnetů, protože je možné měnit energii magnetického pole, a tedy i brzdný účinek. Jedním z klíčových problémů vířivých brzd není někdy dostatek „přidržovacího“ točivého momentu. Proto se tyto brzdy často používají společně se standardními mechanickými brzdami.

Brzdový odpor vířivých proudů

Brzdná síla uvnitř brzdy s vířivými proudy je elektromagnetická síla mezi magnetem a vodiči prostřednictvím elektromagnetické indukce.

Výhoda brzd na vířivý proud

• Je ideální pro mnoho typů strojů z důvodu nedostatku fyzického kontaktu mezi součástmi, díky čemuž je tato brzda opravdu nenáročná ve srovnání s tradičními třecími.
• Cenově výhodný design je také výhodou související s těmito brzdami, díky nimž se staly oblíbenou volbou mezi inženýry.
• Vířivý proud má mechanicky robustní konstrukci, méně opotřebitelných dílů. 

Výpočet brzdy na vířivý proud

Projekt proudová hustota brzdy je následující:

Kde,

 σ je vodivost, ω je úhlová rychlost, μ je permeabilita,

 R_buben je poloměr bubnu, delta je hloubka kůže měřeno

Ztráta vířivými proudy brzd se používá jako brzdná síla. The ztráta vířivých proudů (P_e) je v obvyklých podmínkách,

Kde se používají brzdy na vířivý proud?

Používají se ke zpomalení vysokorychlostních kolejnic a válečkových drah, dokonce i jako konkurent třecích brzd z návěsových nákladních vozidel, který pomáhá zastavit přehřátí a opotřebení brzd, aby dostatečně rychle zabránil poháněnému nástroji při vypnutí napájení a také v elektroměrech používaných k výrobě účtů za elektřinu.

Použití brzd s vířivými proudy

To přichází s mnoha aplikacemi; několik případů je následující:

• Vysokorychlostní vlaky
  • Jedná se o osvědčenou technologii ke zpomalení vysokorychlostního vlaku při současném zohlednění pohodlí cestujícího a minimalizaci trhavého účinku. Díky využití této technologie mohou dojíždějící i vlaky bezpečně dosáhnout vyšších rychlostí a při zachování vyšších bezpečnostních předpisů.

• Elektrické nářadí a průmyslové vybavení
  • Jednou z hlavních aplikací je nouzové vypnutí nebo zpomalení účelu těžkého průmyslového vybavení a elektrického nářadí. Při spuštění mohou tyto brzdy bezpečně dopravit těžký stroj do rychlého zastavení bez zpoždění.

• Vybavení pro cvičení
  • Pravděpodobně nejběžnější brzdy s vířivými proudy by mohly být využity také ve fitness centru.

• Brzdové kolo s vířivými proudy

• Jízda v zábavním parku
  • Jízda v zábavním parku je vybavena brzdou na principu vířivých proudů pro generování brzdné síly v odvážném sportovním vybavení. To poskytuje vysoký stupeň bezpečnosti; Díky použití tohoto rychlého přepínání brzd a rychlého zrychlení jsou to dobré vlastnosti pro jízdu v zábavním parku.
  • Tento brzdový systém se obvykle používá po skoku na horské dráze nebo po překročení rychlosti. S využitím brzdy s vířivými proudy, čím rychleji jede horská dráha, tím rychleji bude brzda schopna zpomalit.

• Měřiče elektrické energie:

Proč auta nemají brzdy na vířivý proud?

• Jednou z hlavních nevýhod brzd s vířivými proudy je menší „přidržovací“ točivý moment. Proto se brzdy se vířivými proudy často používají společně se standardní mechanickou brzdou.
• I to rozptyluje teplo během vypínání. Ve srovnání s rekuperačním brzděním není nabíjení baterie vozidla možné. Vysoká rychlost a hmotnost těchto vlaků by okamžitě opotřebovaly konvenční brzdy.

Typy brzd s vířivými proudy

1. Lineární brzdy na vířivý proud. (vodiče jsou umístěny v přímé kolejnici)
2. Kotoučové brzdy na vířivý proud. (vodič je v rotoru s plochým diskem, který se otáčí)

Lineární brzda s vířivými proudy

Zde se magnet nedotýká kolejnice, ale drží se ve stabilní malé vzdálenosti od kolejnice. (Zhruba několik mm). 

Výhodou této lineární brzdy je, že protože každá část kolejnice prochází pouze magnetickým polem brzdy, ve srovnání s kotoučovou brzdou, kde se každý segment kotouče fyzicky dotýká brzdy, takže menší produkce tepla, menší hluk, žádné opotřebení -trhat, ale mít vyšší brzdný výkon než běžné kotoučové brzdy. Brzda s vířivými proudy je lepší volbou pro nouzové brzdění.

Moderní horské dráhy využívají tento druh brzdění. Aby se zabránilo problémům způsobeným výpadky elektřiny, používají spíše permanentní magnety než elektromagnety, a proto nepotřebují zdroj energie. Toto použití postrádá vyhlídku na nastavení brzdného výkonu tak snadno jako u elektromagnetů.

Kotoučové brzdy na vířivý proud

A vířivý proud disku brzda se skládá z vodivého neferomagnetického kovového disku (rotoru) připevněného k nápravě kola.

Tento typ brzd se snadno zahřívá než standardní lineární brzda. Používají se ve vozidlech, tj. Ve vlacích a energetických zařízeních, jako je kotoučová pila, k okamžitému zastavení kotouče, kdykoli je vypnutá elektřina.

Výrobci brzd s vířivými proudy

Někteří z dobrých výrobců brzd s vířivými proudy jsou

• Intamin
• Automatická část Guangzhou Kingan
• Taylorův dynamometr
• Telma
• Dynamický atd.

Chcete-li se dozvědět více o vířivém proudu, klikněte Testování vířivých proudů a Senzor vířivých proudů.

Také čtení:

• Golgiho aparát
• Pravidlo podílu
• Mezosféra
• Tsunami je nejničivější katastrofa
• Jak vzniká stín
• Hypertonický vs hypotonický
• Co je pneumatický chapadlo
• Axiom a postulát
• Iracionální číslo
• Strike and dip

Dr.Subrata Jana

Jsem Subrata, Ph.D. ve strojírenství, konkrétněji se zajímají o oblasti související s jadernou a energetickou vědou. Mám zkušenosti s více doménami od servisního technika pro elektronické pohony a mikrokontroléry až po specializovanou práci ve výzkumu a vývoji. Pracoval jsem na různých projektech, včetně jaderného štěpení, fúze se solární fotovoltaikou, konstrukce ohřívače a dalších projektů. Mám velký zájem o oblast vědy, energii, elektroniku a přístrojové vybavení a průmyslovou automatizaci, především kvůli široké škále stimulačních problémů zděděných v této oblasti a každý den se mění s průmyslovou poptávkou. Naším cílem je zde tyto nekonvenční a složité přírodovědné předměty snadno a srozumitelně doložit.