Σύντομη περιγραφή
|
Ένα μαγνητικό ρουλεμάν είναι ένας τύπος ρουλεμάν που υποστηρίζει ένα φορτίο χρησιμοποιώντας τη μαγνητική αιώρηση. Τα μαγνητικά ρουλεμάν υποστηρίζουν κινούμενα μέρη χωρίς φυσική επαφή. Για παράδειγμα, είναι σε θέση να απομακρύνουν έναν περιστρεφόμενο άξονα και να επιτρέπουν σχετική κίνηση με πολύ χαμηλή τριβή και χωρίς μηχανική φθορά. Τα μαγνητικά ρουλεμάν υποστηρίζουν τις υψηλότερες ταχύτητες κάθε είδους ρουλεμάν και δεν έχουν μέγιστη σχετική ταχύτητα. Τα ενεργά ρουλεμάν έχουν πολλά πλεονεκτήματα: δεν υποφέρουν από φθορά, έχουν χαμηλή τριβή και συχνά μπορούν να φιλοξενήσουν αυτόματα ανωμαλίες στην κατανομή μάζας, επιτρέποντας στους στροφείς να περιστρέφονται γύρω από το κέντρο μάζας τους με πολύ χαμηλές δονήσεις. Τα παθητικά μαγνητικά ρουλεμάν χρησιμοποιούν μόνιμους μαγνήτες και, ως εκ τούτου, δεν απαιτούν καμία ισχύ εισόδου αλλά είναι δύσκολο να σχεδιαστούν λόγω των περιορισμών που περιγράφονται από το θεώρημα του Earnshaw ...
|
Περιγραφή
|
Οι τεχνικές που χρησιμοποιούν διαμαγνητικά υλικά είναι σχετικά ανεπτυγμένες και εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τα χαρακτηριστικά του υλικού. Ως αποτέλεσμα, τα περισσότερα μαγνητικά ρουλεμάν είναι ενεργά μαγνητικά ρουλεμάν, χρησιμοποιώντας ηλεκτρομαγνήτες που απαιτούν συνεχή εισαγωγή ισχύος και ενεργό σύστημα ελέγχου για να διατηρείται σταθερό το φορτίο. Σε συνδυασμένο σχεδιασμό, μόνιμοι μαγνήτες χρησιμοποιούνται συχνά για να μεταφέρουν το στατικό φορτίο και το ενεργό μαγνητικό ρουλεμάν χρησιμοποιείται όταν το αιωρούμενο αντικείμενο που εκτοπίζεται αποκλίνει από τη βέλτιστη θέση του. Τα μαγνητικά ρουλεμάν συνήθως απαιτούν εφεδρικό ρουλεμάν σε περίπτωση βλάβης του συστήματος τροφοδοσίας ή ελέγχου. Τα μαγνητικά ρουλεμάν χρησιμοποιούνται σε διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές όπως η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η βελτίωση πετρελαίου, η λειτουργία εργαλειομηχανών και ο χειρισμός φυσικού αερίου. Χρησιμοποιούνται επίσης στη φυγοκέντρηση τύπου Zippe, για εμπλουτισμό ουρανίου και σε στροβιλομοριακές αντλίες, όπου τα ρουλεμάν που έχουν λιπανθεί με λάδι θα αποτελούσαν πηγή μόλυνσης. Ένα ενεργό μαγνητικό ρουλεμάν λειτουργεί με την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής ανάρτησης με βάση την επαγωγή στροβιλικών ρευμάτων σε έναν περιστρεφόμενο αγωγό. Όταν ένα ηλεκτρικά αγώγιμο υλικό κινείται σε μαγνητικό πεδίο, θα δημιουργηθεί ρεύμα στο υλικό που αντισταθμίζει την αλλαγή στο μαγνητικό πεδίο (γνωστός ως νόμος του Lenz). Αυτό δημιουργεί ένα ρεύμα που θα έχει ως αποτέλεσμα ένα μαγνητικό πεδίο που είναι προσανατολισμένο αντίθετα από αυτό του μαγνήτη. Το ηλεκτρικά αγώγιμο υλικό λειτουργεί ως μαγνητικός καθρέφτης. Το υλικό αποτελείται από ένα συγκρότημα ηλεκτρομαγνητών, ένα σύνολο ενισχυτών ισχύος που παρέχουν ρεύμα στους ηλεκτρομαγνήτες, έναν ελεγκτή και αισθητήρες διακένου με τα σχετικά ηλεκτρονικά για να παρέχουν την ανατροφοδότηση που απαιτείται για τον έλεγχο της θέσης του ρότορα εντός του κενού. Ο ενισχυτής ισχύος παρέχει ίσο ρεύμα πόλωσης σε δύο ζεύγη ηλεκτρομαγνητών στις αντίθετες πλευρές ενός ρότορα. Αυτή η συνεχής διελκυστίνδα διαμεσολαβείται από τον ελεγκτή, ο οποίος αντισταθμίζει το ρεύμα πόλωσης με ίσες και αντίθετες διαταραχές του ρεύματος καθώς ο ρότορας αποκλίνει από την κεντρική του θέση. Οι αισθητήρες διάκενου είναι συνήθως επαγωγικής φύσης και νοούνται σε διαφορική λειτουργία. Οι ενισχυτές ισχύος σε μια σύγχρονη εμπορική εφαρμογή είναι συσκευές στερεάς κατάστασης που λειτουργούν σε διαμόρφωση πλάτους παλμού. Ο ελεγκτής είναι συνήθως μικροεπεξεργαστής ή ψηφιακός επεξεργαστής σήματος. Δύο τύποι αστάθειας υπάρχουν τυπικά στα μαγνητικά ρουλεμάν. Οι ελκτικοί μαγνήτες παράγουν μια ασταθή στατική δύναμη που μειώνεται με την αύξηση της απόστασης και αυξάνεται σε μικρότερες αποστάσεις. Αυτό μπορεί να προκαλέσει ανισορροπία στο ρουλεμάν. Δευτερον, επειδή ο μαγνητισμός είναι συντηρητική δύναμη, παρέχει μικρή απόσβεση. Οι ταλαντώσεις μπορεί να προκαλέσουν απώλεια επιτυχούς ανάρτησης εάν υπάρχουν κινητήριες δυνάμεις.
|