Wervelstroomrem: Ontwerp, Werken, Weerstand, Toepassing

Wervelstroomrem

Een wervelstroomrem is een van de alternatieven voor de traditionele hydraulische rem, ook wel bekend als een elektrische rem. Dit is een apparaat dat wordt gebruikt om een ​​lopend lichaam te vertragen of te stoppen door zijn KE te dissiperen, aangezien warmte en remkracht worden geleverd door een elektromagnetische kracht tussen een elektromagneet en omringend geleidend materiaal, zoals wervelstroom die wordt geïnduceerd in die voor elektromagnetische inductie.

In andere handen werken wrijvingsremmen door wrijving tussen 2 aan elkaar bevestigde materiaalvlakken te benutten. 

• Wervelstroomrem is voor de vervanging van hydraulische rem. 
• Wisselstroom aangemaakte veldtoepassingen is bijgewerkt.

Opmerking: Gewoonlijk wordt een nauwkeurige eindige-elementenmodellering gebruikt om de wervelstroomanalyse te valideren vanwege de complexe wiskundige vorm.

Hoe werkt een wervelstroomrem?

Wervelstroomrem ontwerp

Bij deze remmen kan het magnetische veld dat gewoonlijk wordt geproduceerd door permanente magneten of door een elektromagneet vanwege de remkracht van de elektromagneet, worden uitgeschakeld of naar behoefte variëren door de elektrische stroom van elektromagneetwikkelingen te veranderen. 

Het voordeel van deze remmen wordt niet bediend door wrijving, er is geen remoppervlak om te gebruiken, hierdoor kan dit de frictierem vervangen. Het nadeel is dat het remmen evenredig is met de relatieve snelheid van de rem en kracht moet overbrengen wanneer het bewegende object in bewegingloze toestand is, daarom moet het in auto's worden aangevuld door middel van een wrijving.

Wervelstromen worden geproduceerd, zoals eerder uitgelegd, wanneer een geleider door een elektromagnetisch veld gaat, een tegengestelde kracht zal genereren en zal circuleren in de metalen geleider.

Wervelstroomremontwerp zal volgen:

• Dit type kan een object vertragen door wervelstroom te creëren door te creëren weerstand via emf
• Remwerking wordt geleverd door een veranderend magnetisch veld.
• Een remkracht wordt uitgeoefend door elektromagneten.

Voor dit type remmen worden veel elektromagneten gebruikt in plaats van permanente magneten, omdat de energie van het magnetische veld kan worden gewijzigd, en dus ook de remwerking. Een belangrijk probleem met wervelremmen is dat er soms niet voldoende “houdkoppel” is. Daarom worden deze remmen vaak samen met standaard mechanische remmen gebruikt.

Wervelstroomremweerstand

De remkracht in een wervelstroomrem is een elektromagnetische kracht tussen een magneet en geleiders via elektromagnetische inductie.

Voordeel van wervelstroomremmen

• Het is ideaal voor veel soorten machines vanwege een tekort aan fysiek contact tussen de onderdelen, waardoor deze rem echt onderhoudsarm is in vergelijking met traditionele wrijvingsrem.
• Het kosteneffectieve ontwerp is ook een voordeel in verband met deze remmen, waardoor ze een favoriete keuze zijn onder ingenieurs.
• Wervelstroom is mechanisch robuust van ontwerp, er zijn minder slijtageonderdelen aanwezig. 

Wervelstroomrem berekening

De huidige dichtheid van de rem is als volgt:

Waar,

 σ is geleidbaarheid, ω is hoeksnelheid, μ is permeabiliteit,

 R_trommel is de straal van de trommel, delta is huid diepte gemeten door

Het wervelstroomverlies van de remmen wordt allemaal gebruikt als remkrachten. De wervelstroomverlies (P_e) is in gebruikelijke termen,

Waar worden wervelstroomremmen gebruikt?

Deze worden gebruikt om hogesnelheidsrails en achtbanen te vertragen, zelfs als concurrent van wrijvingsremmen van vrachtwagens met oplegger om oververhitting en slijtage van de remmen te helpen stoppen, om aangedreven gereedschappen snel genoeg te voorkomen als de stroom is uitgeschakeld, en ook in elektrische energiemeters die worden gebruikt voor het genereren van elektriciteitsrekening.

De toepassing van wervelstroomremmen

Dit komt met veel toepassingen; een paar gevallen zijn als volgt:

• Hogesnelheidstreinen
  • Het is een bewezen technologie om een ​​hogesnelheidstrein te vertragen, rekening houdend met het comfort van de passagier en het schokeffect te minimaliseren. Door het gebruik van de technologie kunnen forensen, maar ook treinen, veilig hogere snelheden bereiken en zich houden aan hogere veiligheidsvoorschriften.

• Elektrisch gereedschap en industriële apparatuur
  • Een van de belangrijkste toepassingen ervan is het uitschakelen van een noodstop of het vertragen van toepassingen in zware industriële apparatuur en elektrisch gereedschap. Wanneer ze worden geactiveerd, kunnen deze remmen een zware machine veilig in een snelle, lagvrije stop zetten.

• Oefen materiaal
  • Mogelijk kunnen de meest normale wervelstroomremmen ook in het fitnesscentrum worden gebruikt.

• Wervelstroomrem fiets

• Pretparkritten
  • Pretparkattracties zijn uitgerust met wervelstroomrem voor het genereren van remkracht in gewaagde sportuitrusting. Dit levert een hoge mate van veiligheid op; Door gebruik te maken van deze remmen is een snelle omschakeling en een hoge versnelling mogelijk, dit zijn goede eigenschappen voor pretparkrijden.
  • Dit remsysteem wordt over het algemeen gebruikt na een achtbaansprong of na een te hoge snelheid. Gebruikmakend van de wervelstroomrem, hoe sneller een achtbaan gaat, hoe sneller de rem kan vertragen.

• Elektrische energiemeters:

Waarom hebben auto's geen wervelstroomremmen?

• Een belangrijk nadeel van wervelstroomremmen is minder "vasthoud" -koppel. Daarom worden wervelstroomremmen vaak gebruikt in combinatie met standaard mechanische remmen.
• Ook dit voert de warmte af tijdens het breken. In vergelijking met regeneratief remmen is het opladen van de accu van het voertuig niet mogelijk. Door de hoge snelheid en het gewicht van deze treinen zouden conventionele remmen binnen de kortste keren verslijten.

Soorten wervelstroomremmen

1. Lineaire wervelstroomremmen. (geleiders worden in rechte rails geplaatst)
2. Schijfwervelstroomremmen. (geleider zit in een roterende platte schijfrotor)

Lineaire wervelstroomrem

Hier raakt de magneet de rail niet, maar wordt hij op een kleine afstand van de rail vastgehouden. (Slechts een paar mm). 

Een voordeel van deze lineaire rem is dat omdat elk deel van de rail alleen door het magnetische veld van de rem gaat, vergeleken met de schijfrem waar elk segment van de schijf fysiek de rem raakt, dus minder warmteproductie, minder geluid, geen slijtage -scheurend maar hebben een hoger remvermogen dan conventionele schijfremmen. De wervelstroomrem is een betere optie om te worden gebruikt voor noodremmen.

Moderne achtbanen maken gebruik van deze manier van remmen. Om de problemen van stroomuitval te voorkomen, gebruiken ze permanente magneten in plaats van elektromagneten, waardoor ze geen stroombron nodig hebben. Bij dit gebruik ontbreekt het vooruitzicht om het remvermogen zo gemakkelijk aan te passen als bij elektromagneten.

Schijfwervelstroomremmen

A schijf wervelstroom rem is samengesteld uit een geleidende niet-ferromagnetische metalen schijf (rotor) die is bevestigd aan de as van het wiel.

Dit type remmen wordt gemakkelijk verwarmd dan standaard lineaire remmen. Deze worden gebruikt in voertuigen, dwz treinen en elektrische apparaten zoals cirkelzaagmachines, om het blad onmiddellijk te stoppen wanneer de elektriciteit is uitgeschakeld.

Fabrikanten van wervelstroomremmen

Enkele van de goede fabrikanten van wervelstroomremmen zijn

• Intamin
• Guangzhou Kingan Auto-onderdeel
• Taylor-dynamometer
• Telma
• Dynamisch etc.

Voor meer informatie over Wervelstroom klik Wervelstroomtesten en Wervelstroomsensor.

Lees ook:

• Golgi-apparaat
• Quotiënt regel
• Mesosfeer
• Tsunami de meest verwoestende ramp
• Hoe wordt schaduw gevormd?
• Hypertoon versus hypotoon
• Wat is een pneumatische grijper
• Axioma en postulaat
• Irrationeel nummer
• Slaan en dippen

Dr Subrata Jana

Ik ben Subrata, Ph.D. in Engineering, meer specifiek geïnteresseerd in domeinen die verband houden met kern- en energiewetenschappen. Ik heb ervaring in meerdere domeinen, van Service Engineer voor elektronische aandrijvingen en microcontrollers tot gespecialiseerd R&D-werk. Ik heb aan verschillende projecten gewerkt, waaronder kernsplijting, fusie met fotovoltaïsche zonne-energie, het ontwerp van verwarmingselementen en andere projecten. Ik heb een grote interesse in het wetenschapsdomein, energie, elektronica en instrumentatie, en industriële automatisering, vooral vanwege het brede scala aan stimulerende problemen die dit vakgebied met zich meebrengt, en dat verandert elke dag door de industriële vraag. Ons doel hier is om deze onconventionele, complexe wetenschappelijke onderwerpen op een eenvoudige en begrijpelijke, to-the-point manier toe te lichten.