Alle vet at magneter har en tendens til å tiltrekke seg metaller. En magnet kan også tiltrekke seg en annen. Men samspillet mellom dem er ikke begrenset til tiltrekning, de kan frastøte hverandre. Materien er i magnetens poler - motsatte poler tiltrekker seg, de samme polene frastøter. Denne egenskapen er grunnlaget for alle elektriske motorer, og ganske kraftige.
Det er også noe slikt som levitasjon under påvirkning av et magnetfelt, når en gjenstand plassert over en magnet (som har en pol som ligner på den) henger i rommet. Denne effekten har blitt satt ut i livet i det såk alte magnetiske lageret.
Hva er et magnetisk lager
En enhet av elektromagnetisk type der en roterende aksel (rotor) støttes i en stasjonær del (stator) av magnetiske flukskrefter kalles et magnetisk lager. Når mekanismen er i drift, påvirkes den av fysiske krefter som har en tendens til å forskyve aksen. For å overvinne dem ble magnetlageret utstyrt med et kontrollsystem som overvåker belastningen og gir et signal for å kontrollere styrken til den magnetiske fluksen. Magneter er i sin tur sterkere ellerhar mindre effekt på rotoren, holder den i midtposisjon.
Magnetisk lager har blitt mye brukt i industrien. Dette er i utgangspunktet kraftige turbomaskiner. På grunn av fraværet av friksjon og følgelig behovet for å bruke smøremidler, økes påliteligheten til maskinene mange ganger. Slitasje av noder er praktisk t alt ikke observert. Det forbedrer også kvaliteten på de dynamiske egenskapene og øker effektiviteten.
Aktive magnetiske lagre
Magnetisk peiling, der kraftfeltet skapes ved hjelp av elektromagneter, kalles aktivt. Posisjonelle elektromagneter er plassert i lagerstatoren, rotoren er representert av en metallaksel. Hele systemet som holder akselen i enheten kalles aktiv magnetisk suspensjon (AMP). Den har en kompleks struktur og består av to deler:
- lagerblokk;
- elektroniske kontrollsystemer.
Grunnleggende elementer i AMP
Radiallager. En enhet som har elektromagneter på statoren. De holder rotoren. Det er spesielle ferromagnetplater på rotoren. Når rotoren er opphengt i midtpunktet, er det ingen kontakt med statoren. Induktive sensorer sporer det minste avviket i rotorposisjonen i rommet fra den nominelle. Signaler fra dem styrer styrken til magnetene på et eller annet punkt for å gjenopprette balansen i systemet. Den radielle klaringen er 0,50-1,00 mm, den aksiale klaringen er 0,60-1,80 mm
- Magnetisk lagerskyvekraft fungerer på samme måte som radial. En trykkskive er festet på rotorakselen, på begge sider av denne er det montert elektromagneter på statoren.
- Sikkerhetslager er utformet for å holde rotoren når enheten er av eller i nødssituasjoner. Under drift er magnetiske hjelpelager ikke involvert. Avstanden mellom dem og rotorakselen er halvparten av et magnetisk lager. Sikkerhetselementer monteres på basis av kuleanordninger eller glidelager.
- Kontrollelektronikk inkluderer rotorakselposisjonssensorer, omformere og forsterkere. Hele systemet fungerer etter prinsippet om å justere den magnetiske fluksen i hver enkelt elektromagnetmodul.
Passive magnetiske lagre
Permanente magnetlager er rotorakselholdesystemer som ikke bruker en tilbakemeldingskontrollkrets. Levitasjon utføres kun på grunn av kreftene til høyenergi permanente magneter.
Ulempen med en slik fjæring er behovet for å bruke en mekanisk stopp, som fører til dannelse av friksjon og reduserer påliteligheten til systemet. Magnestoppet i teknisk forstand er ennå ikke implementert i denne ordningen. Derfor brukes i praksis et passivt lager sjelden. Det er en patentert modell, for eksempel en Nikolaev-oppheng, som ennå ikke er replikert.
Magnetisk tape i hjullager
Konsept"magnetisk hjullager" refererer til ASB-systemet, som er mye brukt i moderne kjøretøy. ASB-lageret er annerledes ved at det har en innebygd hjulhastighetssensor inni. Denne sensoren er en aktiv enhet innebygd i lageravstandsstykket. Den er bygget på grunnlag av en magnetisk ring der polene til et element som leser endringen i magnetisk fluks veksler.
Når lageret roterer, er det en konstant endring i magnetfeltet som skapes av den magnetiske ringen. Sensoren registrerer denne endringen og genererer et signal. Signalet sendes deretter til mikroprosessoren. Takket være det fungerer systemer som ABS og ESP. Allerede korrigerer de arbeidet med bilen. ESP er ansvarlig for elektronisk stabilisering, ABS regulerer rotasjonen av hjulene, trykknivået i systemet er bremsen. Den overvåker driften av styresystemet, akselerasjon i sideretningen, og korrigerer også driften av girkassen og motoren.
Hovedfordelen med ASB-lageret er muligheten til å kontrollere rotasjonshastigheten selv ved svært lave hastigheter. Samtidig er vekt- og størrelsesindikatorene til navet forbedret, installasjonen av lageret er forenklet.
Hvordan lage et magnetisk lager
Det enkleste gjør-det-selv-magnetlageret er enkelt å lage. Den er ikke egnet for praktisk bruk, men den vil tydelig vise mulighetene for magnetisk kraft. For å gjøre dette trenger du fire neodymmagneter med samme diameter, to magneter med litt mindre diameter, et skaft, for eksempel et stykke plastrør, og en vekt,for eksempel en halvliters glasskrukke. Magneter med mindre diameter festes til endene av røret med varmt lim på en slik måte at en spole oppnås. I midten av en av disse magnetene er det limt en plastkule på utsiden. Identiske stolper skal vende utover. Fire magneter med de samme polene opp er lagt ut i par i en avstand fra lengden på rørsegmentet. Rotoren plasseres over liggende magneter og på siden hvor plastkulen er limt støttes den med en plastkrukke. Her er magnetlageret og klart.
