Výskyt vířivých proudů. Proměnný magnetický tok
schopný vyvolat e. d.s. nejen v drátech nebo závitech cívek, ale také v masivních ocelových jádrech, pouzdrech a dalších kovových částech elektroinstalací. Tyto e. d.s. jsou příčinou vzniku indukovaných proudů, které působí v masivních kovových částech a zkratují v jejich tloušťce. Takové proudy se nazývají vířivé proudy. Když se například změní magnetický tok vytvářený cívkou 1 (obr. 56, a), v jejím ocelovém jádru 2 se indukují vířivé vlny
Rýže. 56. Výskyt vířivých proudů
Rýže. 57. Konstrukce jader elektrických strojů a přístrojů ze samostatných izolovaných ocelových plechů.
proudy, které se uzavírají v rovině kolmé k siločarám magnetického pole. Vířivé proudy vznikají také v jádrech 3 armatur a rotorů elektrických strojů, když se otáčejí v magnetickém poli (obr. 56, b). Povaha vířivých proudů je stejná jako u proudů indukovaných v běžných drátech nebo cívkách. Vzhledem k velmi nízkému odporu masivních vodičů mohou vířivé proudy i při malém indukovaném kupř. d.s. dosahují velmi vysokých hodnot, což způsobuje nadměrné zahřívání těchto vodičů.
Způsoby snížení škodlivých účinků vířivých proudů. U elektrických strojů a zařízení jsou vířivé proudy obvykle nežádoucí, protože způsobují zahřívání kovových jader, vytvářejí energetické ztráty (tzv. ztráty vířivými proudy), snižují účinnost elektrických strojů a zařízení a mají demagnetizační účinek podle Lenzovo pravidlo. Ke snížení škodlivých účinků vířivých proudů se používají dvě hlavní metody.
1. Jádra elektrických strojů a přístrojů jsou vyrobena ze samostatných ocelových plechů 1 (obr. 57) o tloušťce 0,35-1,0 mm, vzájemně izolovaných vrstvou izolace 2 (lakový film, okuje vzniklá při žíhání plechů , atd.) . Díky tomu se zablokuje cesta vířivých proudů a zmenší se průřez každého jednotlivého vodiče, kterým tyto proudy protékají, což vede ke snížení proudové síly.
2. Do složení elektrooceli, ze které jsou vyrobena jádra elektrických strojů a přístrojů, se přidává 1-5 % křemíku, což zajišťuje zvýšení jejího elektrického odporu. Díky tomu je dosaženo snížení síly vířivých proudů protékajících jádry elektrických strojů a přístrojů.
Výkonové ztráty vířivými proudy jsou úměrné druhé mocnině indukce B magnetického pole a druhé mocnině frekvence f jeho změny. S nárůstem indukce a frekvence změny v magnet
Rýže. 58. Tavení kovu (a), svařování a pájení (b) kovových dílů pomocí vířivých proudů: 1 – kelímek s kovem; 2 – vysokofrekvenční induktor; 3 – tlaková síla; 4 – svařované trubky; 5 – vyhřívaný kov; 6 – deska z tvrdé slitiny; 7 – řezačka
Rýže. 59. Kalení kovových výrobků pomocí vířivých proudů: 1-převodový; 2 – vysokofrekvenční induktor; 3- vyhřívaný kov; 5 – hlava kolejnice
pole, stejně jako se zvýšením rychlosti otáčení rotorů a kotvy elektrických strojů, se tyto ztráty prudce zvyšují.
Využití vířivých proudů. V některých případech se pro užitečné účely používají vířivé proudy. Například kovy se taví pomocí vířivých proudů (obr. 58, a). Za tímto účelem je kelímek s kovem umístěn do měnícího se magnetického pole, které indukuje vířivé proudy, které taví kov. Stejně tak vířivé proudy ohřívají kovové části při svařování, navařování a pájení (obr. 58, b) a také provádějí povrchový ohřev nezbytný pro kalení kovových výrobků (obr. 59). Vzhledem k tomu, že v těchto případech je nutné zvýšit teplo generované vířivými proudy, tj. pro získání velkých vířivých proudů, jsou k jejich indukci využívána magnetická pole měnící se vysokou rychlostí. Taková pole lze vytvořit pomocí speciálních induktorů, vyrobených ve formě jednoho nebo několika závitů, kterými procházejí střídavé, rychle se měnící proudy – tzv. vysokofrekvenční proudy.
