Магниттік подшипниктердің жұмыс принципі және жіктелуі

 

Магниттік подшипникЖұмыс принциптеріне сәйкес жүйелерді үш санатқа бөлуге болады: белсенді магниттік подшипник, пассивті магниттік подшипник және гибридті магниттік подшипник.

 

Белсенді магниттік подшипник

 

Белсенді магниттік мойынтіректер негізінен роторлардан, соленоидтардан, сенсорлардан, контроллерлерден және қуат күшейткіштерінен тұратын айналмалы білікті көтеру үшін басқарылатын электромагниттік күшті пайдаланады. Соленоидтар радиалды симметрияда орналасқан электромагниттер тудыратын магнит өрісінде ілінген статорға орнатылады, олардың әрқайсысы біліктің орналасуындағы өзгерістерді үздіксіз бақылау үшін бір немесе бірнеше сенсорлармен жабдықталған. Сенсордан шығатын сигнал электронды басқару жүйесінің көмегімен электромагнит арқылы өтетін токты түзетеді, осылайша электромагниттің тартылуын басқарады, осылайша айналмалы біліктің тұрақты және теңгерімді күйде жұмыс істеуі және белгілі бір дәлдік талаптарына жетуі мүмкін.

 

Белсенді магниттік мойынтіректер әртүрлі басқару әдістеріне сәйкес токты басқару және кернеуді басқару болып бөлінуі мүмкін, ал әртүрлі тірек әдістеріне сәйкес радиалды магниттік мойынтіректер және осьтік магниттік мойынтіректер болып бөлінуі мүмкін. Қазіргі уақытта белсенді магниттік мойынтіректер арасында ең кең таралғаны тұрақты токпен басқарылатын магниттік мойынтірек.

 

Белсенді магниттік мойынтіректің механикалық бөлігі әдетте радиалды мойынтіректен және осьтік мойынтіректен тұрады, ал радиалды мойынтірек статордан (электромагнит) және ротордан тұрады; Осьтік мойынтіректер статордан (электромагнит) және тарту пластинасынан тұрады.

 

Белсенді магниттік мойынтірек ротордың орналасуының артықшылықтарына ие болғандықтан, мойынтіректің қаттылығы мен демпферленуін басқару жүйесі арқылы анықтауға болады, ол магниттік левитация саласында ең кеңінен қолданылып келеді және белсенді магниттік мойынтіректі зерттеу әрқашан магниттік левитация технологиясын зерттеудің басты назарында болды. Жылдар бойы тынымсыз еңбек еткеннен кейін, оның жобалау теориясы мен әдістері барған сайын жетіліп келеді.

 

Пассивті магниттік подшипник

 

Магниттік мойынтіректің бір түрі ретінде пассивті магниттік мойынтіректің өзіндік ерекше артықшылықтары бар, ол өлшемі бойынша кіші, қуат тұтынбайды және құрылымы қарапайым. Пассивті магниттік мойынтіректер мен белсенді магниттік мойынтіректер арасындағы ең үлкен айырмашылық - біріншісінде белсенді электрондық басқару жүйесі жоқ, бірақ айналмалы білікті көтеру үшін магнит өрісінің сипаттамаларын пайдаланады. Қазіргі уақытта ең кең таралған пассивті магниттік мойынтіректер - тұрақты магниттерден тұратын тұрақты магниттік мойынтіректер. Тұрақты магниттік мойынтіректер екі түрге бөлінуі мүмкін: итеру түрі және сору түрі.

 

Пассивті тұрақты магнитті мойынтіректер радиалды мойынтіректер және тарту мойынтіректер (осьтік мойынтіректер) ретінде пайдаланылуы мүмкін, олардың екеуі де сору немесе итеру болуы мүмкін. Магниттелу бағытына және магниттік сақинаның салыстырмалы орналасуына байланысты тұрақты магнитті мойынтіректер әртүрлі магниттік тізбек құрылымдарына ие. Бірақ екі негізгі құрылым бар.

 

Пассивті магниттік подшипниктің тағы бір түрі магниттелген жұмсақ магниттік компоненттер арасында әсер ететін сору күшіне негізделген. Ротор компоненті радиалды қозғалыста болған кезде, сору әсері магниторезистивтің өзгеруінен туындайды, сондықтан оны «магниторезистивті подшипник» деп те атайды. Мұндай подшипник тұрақты магнит бөлігі айналмайтындай етіп, тек жұмсақ темір бөлігі айналатындай етіп жасалуы мүмкін, осылайша жүйенің тұрақтылығы жақсы болады.

 

Тұрақтандырғыш мойынтіректер мен белсенді соленоидтардың тұрақтандыру әсерлерінің үйлесімі минималды энергия тұтынуымен магниттік мойынтіректер жүйесіне әкеледі.

 

Гибридті магниттік мойынтіректер

 

Гибридті магниттік мойынтіректер белсенді магниттік мойынтіректер, пассивті магниттік мойынтіректер және басқа да кейбір қосалқы тірек және тұрақтандыру құрылымдары негізінде жасалады - біріктірілген магниттік мойынтіректер жүйесінің бір түрі. Ол белсенді магниттік мойынтіректер мен пассивті магниттік мойынтіректер кешенді сипаттамаларын ескереді.

 

Гибридті магниттік подшипник тұрақты магнит тудыратын магнит өрісін электромагниттің статикалық ығысу магнит өрісін ауыстыру үшін пайдалану болып табылады, бұл қуат күшейткішінің қуат тұтынуын айтарлықтай азайтып қана қоймай, сонымен қатар электромагниттің амперлік орамдарының санын екі есеге азайтып, магниттік подшипниктің көлемін азайтып, жүк көтеру қабілетін жақсартады.

 

Тұрақты магнит ығысу магнит өрісін және электромагнит басқарылатын магнит өрісін тудыратындықтан, тұрақты магнитті ығыстырылған гибридті магниттік мойынтіректер келесі артықшылықтарға ие:

 

1) Тұрақты магнит ығысу статикалық магнит өрісін қамтамасыз ету үшін қолданылады, ал электромагнит тек жүктемені немесе сыртқы кедергіні теңестіру үшін басқару магнит өрісін қамтамасыз етеді, бұл жүйенің ығысу тогынан туындаған қуат шығынын болдырмауға және катушканың қызуын азайтуға мүмкіндік береді.

 

2) Гибридті магниттік мойынтіректі электромагнит үшін қажетті орамдар саны белсенді магниттік мойынтірекке қарағанда әлдеқайда аз, бұл магниттік мойынтіректін көлемін азайтуға және материалдарды үнемдеуге ықпал етеді. Бұл мойынтіректін кіші өлшемді, жеңіл және жоғары тиімділік артықшылықтары бар және миниатюризациялау және шағын өлшемді қолдану үшін жарамды.