1.6.2 Örvényáramok

iDevice ikon

Ha egy fémlemezt változó mágneses térbe helyezünk, abban feszültség indukálódik, és körkörös, un. örvényáram folyik. Mivel a lemez ellenállása kicsi, ezért nagy lehet ez az örvényáram (38. ábra).

 

38. ábra

 

Az örvényáram mágneses tere azonban kölcsönhatásba lép a külső mágneses térrel, erő keletkezik. Ezt használják fel a járművek örvényáramos fordulatszám- és sebességmérőiben (39. ábra), valamint a fogyasztásmérőkben egy alumínium tárcsa forgatására.

39. ábra

 


Akkor is keletkezik örvényáram, ha egy állandó mágnes térben a lemezt mozgatjuk. A Lenz törvény értelmében ekkor a mozgást fékező erő keletkezik. Ilyen elven akadályozzuk meg pl. a lengőtekercses műszerben a mutató hosszan tartó lengését, vagy a fogyasztásmérő tárcsájának felgyorsulását. A tekercset alumínium keretre készítjük, ebben elforduláskor örvényáram keletkezik, amely a mozgást csillapítja. A fogyasztásmérő forgó tárcsájában keletkező örvényáram mágneses tere egy állandó mágnes terével lép kölcsönhatásba és hoz létre fékező nyomatékot.
Örvényáram keletkezik a mágneses fluxust vezető ferromágneses anyagokban (vasmagokban) is, ha bennük a mágneses fluxus változik. Ennek kétféle hatása van:
1. A vasmagot az örvényáram melegíti. Ezt nevezzük örvényáram veszteségnek.
2. μr értéke lecsökken a fluxus kiszorítás miatt.

A veszteséget legegyszerűbb módon a vasmag fajlagos ellenállásának (ρ) megnövelésével csökkenthetjük. A vasat ezért szilíciummal ötvözzük. A 4%-os Si tartalom ρ értékét 6-20-szorosára növeli, és az örvényáram is ennyiszer lesz kisebb.
A másik védekezési eljárás a lemezelés (40. és 41. ábra). A fluxust vezető keresztmetszetet részekre osztjuk és az egyes elemeket lakkal vagy oxid réteggel elszigeteljük egymástól.

   
40. ábra 41. ábra
Az örvényáram kialakulásának megakadályozása lemezeléssel

Egy vasmag teljes veszteségét a hiszterézis (vissza link hiszterézis görbe) és az örvényáramú veszteség összege adja.