Alla vet att magneter tenderar att dra till sig metaller. Dessutom kan en magnet attrahera en annan. Men interaktionen mellan dem är inte begränsad till attraktion, de kan stöta bort varandra. Materien finns i magnetens poler - motsatta poler attraherar, samma poler stöter bort. Den här egenskapen är grunden för alla elmotorer, och ganska kraftfulla sådana.
Det finns också något sådant som levitation under påverkan av ett magnetfält, när ett föremål placerat över en magnet (som har en pol som liknar den) hänger i rymden. Denna effekt har omsatts i praktiken i det så kallade magnetiska lagret.
Vad är ett magnetiskt lager
En anordning av elektromagnetisk typ där en roterande axel (rotor) stöds i en stationär del (stator) av magnetiska flödeskrafter kallas ett magnetiskt lager. När mekanismen är i drift påverkas den av fysiska krafter som tenderar att förskjuta axeln. För att övervinna dem var det magnetiska lagret försett med ett kontrollsystem som övervakar belastningen och ger en signal för att kontrollera styrkan på det magnetiska flödet. Magneter är i sin tur starkare ellerhar mindre effekt på rotorn, håller den i mittläget.
Magnetiskt lager har använts flitigt inom industrin. Dessa är i grunden kraftfulla turbomaskiner. På grund av frånvaron av friktion och följaktligen behovet av att använda smörjmedel ökar tillförlitligheten hos maskiner många gånger. Slitage av noder observeras praktiskt taget inte. Det förbättrar också kvaliteten på de dynamiska egenskaperna och ökar effektiviteten.
aktiva magnetiska lager
Magnetisk bäring, där kraftfältet skapas med hjälp av elektromagneter, kallas aktivt. Positionella elektromagneter är placerade i lagerstatorn, rotorn representeras av en metallaxel. Hela systemet som håller axeln i enheten kallas aktiv magnetisk suspension (AMP). Den har en komplex struktur och består av två delar:
- lagerblock;
- elektroniska styrsystem.
Grundläggande element i AMP
Radiallager. En enhet som har elektromagneter på statorn. De håller i rotorn. Det finns speciella ferromagnetplattor på rotorn. När rotorn är upphängd i mitten finns ingen kontakt med statorn. Induktiva sensorer spårar den minsta avvikelsen av rotorns position i rymden från det nominella. Signaler från dem styr styrkan på magneterna vid en eller annan punkt för att återställa balansen i systemet. Det radiella spelet är 0,50-1,00 mm, det axiella spelet är 0,60-1,80 mm
- Magnetiskt lagerdragkraft fungerar på samma sätt som radiell. En axialskiva är fäst på rotoraxeln, på vars båda sidor finns elektromagneter monterade på statorn.
- Säkerhetslager är utformade för att hålla rotorn när enheten är avstängd eller i nödsituationer. Under drift är magnetiska hjälplager inte inblandade. Avståndet mellan dem och rotoraxeln är hälften av ett magnetlager. Säkerhetselement är sammansatta på basis av kulanordningar eller glidlager.
- Kontrollelektronik inkluderar rotoraxelpositionssensorer, omvandlare och förstärkare. Hela systemet fungerar enligt principen att justera det magnetiska flödet i varje enskild elektromagnetmodul.
Passiva magnetiska lager
Permanentmagnetlager är rotoraxelhållarsystem som inte använder en återkopplingsstyrkrets. Levitation utförs endast på grund av krafterna från permanenta magneter med hög energi.
Nackdelen med en sådan fjädring är behovet av att använda ett mekaniskt stopp, vilket leder till att friktion bildas och minskar systemets tillförlitlighet. Det magnetiska stoppet i teknisk mening har ännu inte implementerats i detta schema. Därför används i praktiken ett passivt lager sällan. Det finns en patenterad modell, till exempel en Nikolaev-upphängning, som ännu inte har replikerats.
Magnetisk tejp i hjullagret
Koncept"magnetiska hjullager" syftar på ASB-systemet, som används flitigt i moderna fordon. ASB-lagret är annorlunda genom att det har en inbyggd hjulhastighetssensor inuti. Denna sensor är en aktiv enhet inbäddad i lagerdistansen. Den är byggd på basis av en magnetisk ring på vilken polerna hos ett element som avläser förändringen i magnetiskt flöde växlar.
När lagret roterar sker en konstant förändring i magnetfältet som skapas av magnetringen. Sensorn registrerar denna förändring och genererar en signal. Signalen skickas sedan till mikroprocessorn. Tack vare det fungerar system som ABS och ESP. Redan de rättar till bilens arbete. ESP ansvarar för elektronisk stabilisering, ABS reglerar hjulens rotation, trycknivån i systemet är bromsen. Den övervakar styrsystemets funktion, acceleration i sidled och korrigerar även växellådans och motorns funktion.
Den största fördelen med ASB-lagret är förmågan att kontrollera rotationshastigheten även vid mycket låga hastigheter. Samtidigt förbättras navets vikt- och storleksindikatorer, installationen av lagret förenklas.
Hur man gör ett magnetiskt lager
Det enklaste gör-det-själv-magnetlagret är lätt att göra. Den är inte lämplig för praktisk användning, men den visar tydligt möjligheterna med magnetisk kraft. För att göra detta behöver du fyra neodymmagneter med samma diameter, två magneter med lite mindre diameter, ett skaft, till exempel en bit plaströr, och en betoning,till exempel en halvliters glasburk. Magneter med mindre diameter fästs på rörets ändar med varmt lim på ett sådant sätt att en spole erhålls. I mitten av en av dessa magneter är en plastkula limmad på utsidan. Identiska stolpar ska vara vända utåt. Fyra magneter med samma poler upp läggs ut i par på ett avstånd från rörsegmentets längd. Rotorn placeras över liggmagneterna och på sidan där plastkulan är limmad stöds den med en plastburk. Här är magnetlagret och klart.
