§ 48. Вихревые токи

Рассматривая принцип действия генератора, мы видели, что при его вращении в проводниках обмотки якоря, пересекающих магнитное поле, индуктируется э.д.с. Так как и сам стальной якорь пересекает те же магнитные линии, то в нем, так же как и в проводнике, должны индуктироваться токи. Токи, которые индуктируются в массивных металлических телах при пересечении их магнитными линиями, называются вихревыми токами, или токами Фуко.

На рис. 97 схематически изображен якорь, вращающийся в магнитном поле. Вихревые токи в якоре, условно показанные пунктирными стрелками, проходя по телу якоря, будут нагревать его, на что затрачивается энергия. Если не принять мер к уменьшению вихревых токов, они, сильно нагревая якорь, могут привести к порче изоляции его обмотки. Устранить полностью потери на вихревые токи нельзя, но уменьшить их можно и нужно.

Рис. 97. Возникновение вихревых токов в сплошном стальном якоре электрической машины

Для уменьшения потерь на вихревые токи якори генераторов, электрических двигателей и сердечники трансформаторов собирают из отдельных тонких (0,35-0,5 мм) штампованных листов мягкой стали, расположенных по направлению линий магнитного потока и изолированных один от другого лаком. Это делается для того, чтобы вследствие малого поперечного сечения каждого стального листа уменьшить величину проходящего через него магнитного потока, а стало быть, уменьшить индуктируемые в нем э.д.с. и ток.

Путь вихревых токов в теле якоря при разделении последнего на отдельные изолированные участки схематически показан на рис. 98. Чтобы еще больше ослабить вихревые токи, увеличивают удельное сопротивление стали путем добавления в нее около 4% кремния. Такая сталь называется легированной.

Рис. 98. Изменение пути вихревых токов при разделении стального якоря электрической машины на изолированные участки (стрелками показаны направления индукционных токов)