什么是“涡流”以及为什么它们对电机很重要？

　　电动机和变压器是非常常见的工业设备。变压器位于设施主电源的外部和内部，通常安装在电气柜中以进一步降低电压。当然，几乎所有电动机器上都配有电机。
　　这两种设备有一个共同的主题：它们都基于电磁感应的概念。流过线圈的电流会磁化铁芯，在变压器中，铁芯在次级线圈中驱动其自身的电流。对于电机，该磁场迫使设备中心（转子）旋转。
　　这在理论上是很好的，因为线圈的导电与铁芯完全绝缘，所以我们不希望在铁本身中看到任何电流。但在做出这个假设时，我们忘记了“涡流”的概念。
　　什么是涡流？
　　这些实心铁芯也被称为“铁”芯，因为铁在元素周期表中的名称为“Fe”，当它们被交流电磁化时，它们会储存能量。当交变波崩溃和反转时，能量被释放到两个物体中。在电机中，能量被转化为转子的运动。在变压器中，能量变成次级线圈电路中的电流。
　　然而，如果有机会将其存储的能量释放到附近的其他导电金属片中，它肯定会尝试这样做。
　　这种驱动附近含铁元件内部的电流称为涡流，它出现在铁芯本身内部。磁场的释放试图在铁本身内部的小电路中驱动电流，铁是一种导电金属。涡流也可能出现在变压器或电机附近的金属块中，这就是为什么接地如此重要，即使没有接线故障。
　　为什么涡流如此糟糕？
　　当铁芯本身内部完成一个小电路时，会产生一些负面结果。
　　效率较低
　　个问题是它消耗更多的能量。整个电气系统的效率降低；为了适应驱动负载和磁芯中的涡流所需的额外输入功率，增加的功耗和增加的组件尺寸会产生成本。一些磁场正在驱动负载，但另一些磁场现在被转移到涡流中，因此需要更大的输入电流源.
　　过热
　　然而，也许更重要的是温度的升高，这是一种复合效应，可能对设备造成灾难性的影响。如果感应出涡流电路，则电流流经铁的电阻。铁的电阻相当低，但仍是铜电阻的 7 倍以上。这意味着涡流电路中的总电流将相当高，但电阻会导致功耗以热量的形式消失。
　　由于该设备并非设计用于冷却转子（或变压器的铁芯），因此它只会继续加热，通过线圈吸收越来越多的电流，以保持负载运行，直到断路器/保险丝跳闸，或者线圈绝缘层开始过热并熔化。
　　叠片：防止涡流
　　涡流的答案相当简单，但制造起来却比较困难。
　　铁芯的二价铁首先被切成许多薄片。这些切片用清漆或纸材料涂层重新组装，在每个切片之间形成绝缘屏障。绝缘体阻止了电路的完成，但铁芯中铁的总量仍然与以前相同，因此它具有相同的存储磁能的能力。
　　每个切片中仍然可能会感应出非常小的涡流电路，但每层的厚度决定了由于涡流而损失的能量有多少。事实上，涡流损耗与层厚度的平方成正比，这意味着如果层厚度减少 2 倍，损耗将减少 4 倍。多薄才算太薄？制造成本成为限制，因此现代铁芯中的大多数层厚度在 0.25 至 0.5 毫米之间。
　　层压方向和右手定则
　　在物理学中，许多自然力遵循“右手定则”，这实际上只是说明两种相关力（例如电流和磁力）如何在自然界中相互影响的便捷方式。
　　首先，来自初级线圈的电流使铁芯磁化，铁芯是变压器周围的大型叠片结构。中储存的能量由我卷曲的手指代表。结果，这种磁能将试图迫使电流沿右手拇指的方向传播（因此是“右手”规则）。