Silnik prądu stałego składa się z dwóch głównych elementów: wirnika i stojana. Wirnik ma rdzeń toroidalny ze szczelinami do mocowania cewek lub uzwojeń. Zgodnie z prawem Faradaya, gdy rdzeń obraca się w polu magnetycznym, w cewce indukuje się napięcie lub potencjał elektryczny, który powoduje przepływ prądu, zwanego prądem wirowym.

Prądy wirowe powstają w wyniku rotacji rdzeniathepole magnetyczne

Prąd wirowy jest formą strat magnetycznych, a strata mocy spowodowana przepływem prądu wirowego nazywana jest stratą prądu wirowego. Strata histerezy jest kolejnym składnikiem strat magnetycznych, a straty te generują ciepło i zmniejszają wydajność silnika.

RozwójeNa prąd ddy wpływa opór płynącego materiału

Dla każdego materiału magnetycznego istnieje odwrotna zależność pomiędzy polem przekroju poprzecznego materiału a jego rezystancją, co oznacza, że ​​zmniejszenie powierzchni prowadzi do wzrostu rezystancji, co z kolei prowadzi do zmniejszenia prądów wirowych. Jednym ze sposobów zmniejszenia pola przekroju poprzecznego jest zmniejszenie grubości materiału.

To wyjaśnia, dlaczego rdzeń silnika wykonany jest z wielu cienkich blach żelaznych (tzwlaminowanie silników elektrycznych) zamiast jednego dużego i solidnego kawałka blachy żelaznej. Te pojedyncze arkusze mają wyższą rezystancję niż jeden pełny arkusz i dlatego wytwarzają mniej prądów wirowych i mniejsze straty na prądy wirowe.

Suma prądów wirowych w rdzeniach laminowanych jest mniejsza niż w rdzeniach litych

Te stosy laminatów są odizolowane od siebie i zwykle stosuje się warstwę lakieru, aby zapobiec „przeskakiwaniu” prądów wirowych ze stosu na stos. Odwrotna zależność kwadratowa między grubością materiału a stratą w wyniku prądów wirowych oznacza, że ​​każde zmniejszenie grubości będzie miało znaczący wpływ na wielkość strat. Dlatego Gator, Chinyzadowalająca fabryka wirników, dąży do tego, aby laminaty rdzenia silnika były jak najcieńsze z punktu widzenia produkcji i kosztów, przy czym w nowoczesnych silnikach prądu stałego zwykle stosuje się laminaty o grubości od 0,1 do 0,5 mm.

Wniosek

Mechanizm strat prądu wirowego wymaga, aby silnik był ułożony w stosy z warstwami izolacyjnymi, aby zapobiec „przeskakiwaniu” prądów wirowych z laminowanych warstw.