آیا جهت سیم پیچ سیم گرمایش (چپ-دست در مقابل راست-پیچ دستی) بر ارتعاشات ناشی از میدان مغناطیسی-در بخاریهای AC تأثیر میگذارد؟
پیام بگذارید
In PFA heaters that are driven by AC electricity (50–60 Hz), the alternating current in the coiled heating wire creates a fluctuating magnetic field. This field interacts with any surrounding ferromagnetic material or with the field from adjacent coils and generates Lorentz forces that cause the wire to vibrate. The metal core can rub due to the vibration, leading to early failure. The winding of the coil (left or right hand) does not affect the amount of the vibration and both will produce the same frequency and amplitude. But in a dual-wire heater, two coils of opposite handedness (one left, one right) can cancel magnetic fields and reduce vibration by 50-80%. For single coil heaters winding orientation has no detectable effect. For high power AC heaters (>5 kW, >480 VAC) یا بخاریها در ابزارهای حساس (NMR، MRI) سیمپیچهای دوتایی را برای به حداقل رساندن تداخل مغناطیسی و ارتعاش مشخص میکنند.
ایجاد میدان مغناطیسی در یک سیم پیچ
اگر جریان I از سیم پیچی عبور کند، سیم پیچ یک میدان مغناطیسی B تولید می کند=$mu_0 برابر n برابر I$ در امتداد محور سیم پیچ، که در آن n تعداد چرخش در هر متر سیم پیچ است. اگر جهت پیچ را معکوس کنید (قانون-دست راست)، سپس جهت B (شمال-جنوبی) را معکوس کنید. در 60 هرتز جریان به صورت سینوسی تغییر می کند. بنابراین B در 60 هرتز متغیر است. میدان به خود سیم نیرو وارد می کند (نیروی لورنتس) زیرا جریان در هر پیچ با میدان پیچ های همسایه خود برهمکنش دارد. چگالی نیرو F=J × B است که در آن J چگالی جریان است. این نیرو باعث می شود که سیم پیچ به صورت شعاعی در فرکانس 2 خط (120 هرتز) منبسط و فشرده شود. دامنه ارتعاش متناسب با I2 است و با سفتی سیم رابطه معکوس دارد. زیرا |B| یکسان است، قدر برای سیم پیچی دست چپ و راست یکسان است.
اما اگر دو مدار گرمایش موازی (دو سیم پیچ در یک هسته) را در جهات مخالف (یکی چپ، یکی راست) در یک بخاری بپیچید، میدان های مغناطیسی از فاصله دور خنثی می شوند. میدان خالص خارجی B نزدیک به صفر است و نیروهای برهمکنش بین سیم پیچ ها کاهش می یابد. سیم پیچ ها یکدیگر را جذب یا دفع نمی کنند، بنابراین دامنه ارتعاش بسیار کاهش می یابد.
اندازه گیری ارتعاش سیم پیچ تک در مقابل سیم پیچ دوگانه
نوع پیکربندی سیم پیچ گرمکن میدان مغناطیسی در 50 میلی متر (µT) جهت سیم پیچ دامنه ارتعاش (µm، در 120 هرتز) حالت ارتعاش خرابی
تک سیم پیچ (3 کیلو وات) یک سیم پیچ چپ-دست 50-100 2-5 ناچیز
تک سیم پیچ (3 کیلو وات) یک سیم پیچ دست چپ 50–100 2–5 ناچیز
تک سیم پیچ (6 کیلو وات) 1 سیم پیچ دست چپ 150-250 10-20ساییدگی، جزئی، پس از سالها (
سیم پیچ دوتایی (سری، 6 کیلو وات) دو سیم پیچ در یک جهت هر دو 250-400 25-40 (کویل ها جذب می شوند) فرسودگی، سایش عایق
دو سیم پیچ (6 کیلو وات، سریال) دو سیم پیچ، روبروی چپ + راست 10-30 (لغو شده) 5-10 (بدون نیروی خالص) حداقل
سیم پیچ دوتایی (6 کیلو وات، موازی) دو سیم پیچ، مخالف چپ + راست 5-15 (نزدیک به صفر) 2-5 عالی، لرزش کم
یک سیم پیچ (10 کیلو وات) یک سیم پیچ هر 300-500 30-60 فرسودگی قابل توجه، خرابی اولیه
چرا جهت گیری فقط برای سیم پیچ های دوگانه مهم است
میدان مغناطیسی یک سیم پیچ متقارن محوری است. سیم بدون توجه به حس سیم پیچی تحت نیروهای فشاری شعاعی قرار دارد.
سیمپیچها به شدت یکدیگر را جذب میکنند (جریانهای مخالف؟ در واقع اگر به صورت سری سیمکشی شوند و جریانی یکسان در هر دو میدان جریان داشته باشد، اضافه میشوند و سیمپیچها مانند شیر برقی که به هم میکشند جذب میشوند). این جاذبه یک تنش مکانیکی فوق العاده در تکیه گاه های سیم پیچ ایجاد می کند. دامنه ارتعاش 70-90٪ کاهش می یابد.
ملاحظات عملی برای انتخاب بخاری
سیم در پودر MgO تعبیه شده است که ارتعاش را کاهش می دهد. این آرایش همچنین تداخل الکترومغناطیسی تابشی (EMI) از بخاری را کاهش می دهد.
