Rodament magnètic actiu

Tothom sap que els imants tenen la propietat d'atraure metalls. També un imant pot treure l'altre. Però la interacció entre ells no es limita només a l'atracció, sinó que es pot repel·lir. La cosa en els pols de l'imant és que s'atracten els pols oposats, es repelen els mateixos pols. Aquesta propietat és la base de tots els motors elèctrics i molt potents.

També hi ha una cosa com la levitació sota la influència d'un camp magnètic, quan un objecte situat sobre un imant (que té un pol semejant a ell) es penja a l'espai. Aquest efecte es va aplicar pràcticament en l'anomenat coixinet magnètic.

Què és un rodament magnètic?

Un dispositiu de tipus electromagnètic en el qual un eix rotatori (rotor) està suportat en una part fixa (estator) per forces d'un flux magnètic es denomina coixinet magnètic. Quan el mecanisme està en funcionament, està influït per forces físiques que tendeixen a desplaçar l'eix. Per superar-los, el rodament magnètic està equipat amb un sistema de monitoratge que supervisa la càrrega i proporciona un senyal de control per al flux magnètic. Els imants, al seu torn, són més forts o més febles al rotor, mantenint-lo en una posició central.

El rodament magnètic ha trobat una àmplia aplicació en la indústria. Es tracta de turbomàquines, principalment potents. A causa de la falta de fricció i, en conseqüència, la necessitat d'utilitzar lubricants, la fiabilitat de les màquines augmenta considerablement. El desgast dels nusos pràcticament no s'observa. A més, augmenta la qualitat de les característiques dinàmiques i augmenta l'eficiència.

Rodaments magnètics actius

Un coixinet magnètic, on un camp de força es crea mitjançant electromagnets, es diu actiu. La posició electromagnètica es troba a l'estator del rotor, el rotor està representat per un eix metàl·lic. Tot el sistema, que assegura la retenció de l'eix a la unitat, s'anomena suspensió magnètica activa (AMP). Té una estructura complexa i consta de dues parts:

• Coixinet;
• Sistemes de control electrònic.

Els principals elements de AMP

• El coixinet és radial. Un dispositiu que té electromagnets a l'estator. Tenen el rotor. Hi ha plaques especials del ferromagnet al rotor. Quan el rotor està suspès en el punt mig, el seu contacte amb l'estator està absent. Els sensors inductius controlen la menor desviació de la posició del rotor a l'espai des del nominal. Les senyals d'ells controlen la força dels imants en un punt concret per restaurar l'equilibri del sistema. La separació radial és de 0,50-1,00 mm, l'espai d'obertura axial és de 0,60-1,80 mm.

• El rodament de l'empenta magnètic funciona de la mateixa manera que el rodament radial. A l'eix del disc d'empenta fixa del rotor, a les dues cares dels quals es troben els electromagnets, fixats a l'estator.
• Els rodaments d'empenta estan dissenyats per mantenir el rotor quan el dispositiu està apagat o en situacions d'emergència. Durant l'operació, els coixinets magnètics auxiliars no estan enganxats. El buit entre elles i l'eix del rotor és la meitat del coixinet magnètic. Els elements de seguretat es munten sobre base de rodaments de boles o coixinets lliscants.
• L'electrònica de control inclou sensors de posició d'eix del rotor, convertidors i amplificadors. Tot el sistema funciona amb el principi d'ajust del flux magnètic en cada mòdul electromagnètic individual.

Rodaments passius de tipus magnètic

Els coixinets magnètics en imants permanents són sistemes de manteniment de l'eix rotor que no utilitzen un circuit de control que inclogui comentaris. La levitació es realitza només a causa de les forces d'imants permanents d'alta energia.

El desavantatge d'aquesta suspensió és la necessitat d'utilitzar una parada mecànica, la qual cosa provoca friccions i redueix la fiabilitat del sistema. L'enfocament magnètic en el sentit tècnic encara no s'ha realitzat en aquest esquema. Per tant, a la pràctica, un rodament passiu s'utilitza amb poca freqüència. Hi ha un model patentat, per exemple, la suspensió de Nikolaev, que encara no s'ha replicat.

Cinta magnètica en coixinet

El terme " coixinet magnètic " es refereix al sistema ASB, que s'utilitza àmpliament en cotxes moderns. El coixinet ASB es caracteritza pel sensor de velocitat integrat de la roda interior. Aquest sensor és un dispositiu actiu incrustat a la plataforma de suport. Està construït sobre la base d'un anell magnètic, on s'alternen els pols de l'element que llegeix el canvi en el flux magnètic.

Quan el rodament gira, el camp magnètic produït per l'anell magnètic canvia contínuament. El sensor registra aquest canvi formant un senyal. Llavors el senyal entra al microprocessador. Gràcies a això, sistemes com ABS i ESP funcionen. Ja corren el cotxe. ESP és responsable de l'estabilització electrònica, l'ABS regula la rotació de les rodes, el nivell de pressió en el sistema es frena. Monitors el funcionament del sistema de direcció, acceleració en la direcció lateral, i també corregeix el funcionament de la transmissió i el motor.

L'avantatge principal del coixinet ASB és la capacitat de controlar la velocitat de rotació fins i tot a molt baixes revolucions. Al mateix temps, les dimensions del centre es milloren, el muntatge del rodament es simplifica.

Com fer un rodament magnètic

El rodet magnètic més simple amb les seves pròpies mans és fàcil de fer. No és adequat per a ús pràctic, però demostra clarament les possibilitats de la força magnètica. Per fer-ho, necessiteu quatre imants de neodimi del mateix diàmetre, dos imants d'un diàmetre lleugerament menor, un eix, com una peça d'un tub de plàstic i una parada, com un got de mig litre. Els imants de menor diàmetre amb l'ajuda de la massa freda són fixats als extrems del tub de manera que apareix una bobina. Enmig d'un d'aquests imants, una bola de plàstic està enganxada des de l'exterior. Els mateixos pols haurien de mirar cap a fora. Quatre imants amb els mateixos pols es distribueixen en parelles a una distància de la longitud de la longitud del tub. El rotor es col·loca damunt els imants estirat i al costat on es pega la bola de plàstic, s'apropa amb un pot de plàstic. Aquí està el rodament magnètic i està llest.