涡流 — CAE用语解释
涡流
电磁感应炉灶是用涡流给锅加热的吧?涡流具体是什么电流啊?
定义
为什么磁场变化就会产生电流呢?又没有接电源…
这就是法拉第电磁感应定律。通过导电体的磁场随时间变化时,会在抵消该变化的方向上产生感应电动势。导电体是一块连贯的板,电流在其中绕圈流动。这就是"涡流"。
因为流动呈涡状所以叫"涡"流啊。那这样不就成了损失吗?
完全同意。在电动机和变压器的铁芯中,涡流转化为热,导致效率下降——这很烦人。但另一方面,电磁感应炉灶和感应加热炉主动利用这种产热。也就是说,涡流既是"损失来源",也是"加热手段"。
电磁分析中的作用
用有限元法分析涡流时,特别要注意什么?
最重要的是处理表皮效应。涡流集中在导体表面,频率越高表皮深度越小。如果网格比表皮深度更粗,就完全无法分辨电流分布。所以需要在表面附近创建几层细网格。
有表皮深度的计算公式吗?要怎样确定网格大小?
δ = √(2/(ωμσ))。ω是角频率,μ是透磁率,σ是导电率。比如钢材在50Hz时δ约为1mm,10kHz时约为0.07mm。网格应该在表皮深度内至少放3~4层,这是基本的。
相关用语
学涡流的时候,还需要一起掌握哪些概念?
表皮深度是必学的,还要理解涡流的应用和损失两个方面。
损失和加热都是同一物理现象的两面,这很有意思呢。
就是这样。理解了涡流物理,就能用同一套理论既处理电动机的损失降低,也处理电磁感应炉的设计。不妨从简单的铜板模型开始,给它加交变磁场,观察表皮效应。
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CAE的未来,与实务工作者共同思考
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