Galas magnet tanpa sentuhan: peranti, keupayaan, kelebihan dan kekurangan

Bercakap tentang galas magnetik atau penggantungan tidak bersentuhan, kita tidak boleh gagal untuk mengambil perhatian kualiti luar biasa mereka: tiada pelinciran diperlukan, tiada bahagian menggosok, oleh itu tiada kehilangan geseran, tahap getaran yang sangat rendah, kelajuan relatif tinggi, penggunaan tenaga yang rendah, kawalan automatik dan pemantauan galas sistem, keupayaan pengedap.

Semua kelebihan ini menjadikan galas magnet sebagai penyelesaian terbaik untuk banyak aplikasi: untuk turbin gas, untuk teknologi kriogenik, dalam penjana elektrik berkelajuan tinggi, untuk peranti vakum, untuk pelbagai mesin pemotong logam dan peralatan lain, termasuk berketepatan tinggi dan berkelajuan tinggi. (kira-kira 100,000 rpm ), di mana ketiadaan kehilangan mekanikal, gangguan dan ralat adalah penting.

Pada asasnya, galas magnet dikelaskan kepada dua jenis: galas magnet pasif dan aktif. Galas magnet pasif dihasilkan berdasarkan magnet kekal, tetapi pendekatan ini jauh dari ideal, jadi ia jarang digunakan.Kemungkinan teknikal yang lebih fleksibel dan lebih luas dibuka dengan galas aktif, di mana medan magnet dicipta oleh arus ulang alik dalam belitan wayar.

Bagaimana galas magnetik bukan sentuhan berfungsi

Pengendalian suspensi atau galas magnet aktif adalah berdasarkan prinsip levitasi elektromagnet — levitasi menggunakan medan elektrik dan magnet. Di sini, putaran aci dalam galas berlaku tanpa sentuhan fizikal permukaan antara satu sama lain. Atas sebab ini, pelinciran dikecualikan sepenuhnya dan haus mekanikal masih tiada. Ini meningkatkan kebolehpercayaan dan kecekapan mesin.

Pakar juga menyatakan kepentingan memantau kedudukan aci pemutar. Sistem penderia sentiasa memantau kedudukan aci dan memberikan isyarat kepada sistem kawalan automatik untuk penentududukan yang tepat dengan melaraskan kedudukan medan magnet stator - daya tarikan pada sisi aci yang dikehendaki diperkuatkan atau dilemahkan dengan melaraskan arus dalam belitan stator galas aktif.

Dua galas aktif tirus atau dua radial dan satu galas aktif bersama paksi membolehkan rotor digantung tanpa sentuhan secara literal di udara. Sistem kawalan gimbal berfungsi secara berterusan, ia boleh menjadi digital atau analog. Ini memberikan kekuatan pengekalan yang tinggi, kapasiti beban yang tinggi dan kekakuan boleh laras dan penyerapan hentakan. Teknologi ini membolehkan galas berfungsi pada suhu rendah dan tinggi, dalam vakum, pada kelajuan tinggi dan dalam keadaan peningkatan keperluan untuk kemandulan.

Peranti galas magnet bukan sentuhan aktif

Daripada perkara di atas adalah jelas bahawa bahagian utama sistem penggantungan magnet aktif ialah: galas magnetik dan sistem kawalan elektronik automatik. Elektromagnet sepanjang masa bertindak pada pemutar dari sisi yang berbeza dan tindakannya adalah di bawah sistem kawalan elektronik.

Pemutar galas magnet jejari dilengkapi dengan plat feromagnetik, yang digerakkan oleh medan magnet penahan dari belitan stator, akibatnya pemutar digantung di tengah stator tanpa menyentuhnya. Penderia induktif memantau kedudukan pemutar pada setiap masa. Sebarang sisihan daripada kedudukan yang betul menghasilkan isyarat yang dihantar kepada pengawal untuk mengembalikan pemutar ke kedudukan yang dikehendaki. Kelegaan jejari boleh antara 0.5 dan 1 mm.

Galas sokongan magnet berfungsi dengan cara yang sama. Elektromagnet berbentuk cincin dilekatkan pada aci cakera daya tarikan. Elektromagnet terletak pada stator. Penderia paksi terletak di hujung aci.

Untuk mengekalkan pemutar mesin dengan pasti semasa berhenti atau pada masa kegagalan sistem pengekalan, galas bebola keselamatan digunakan, yang ditetapkan supaya jurang antara mereka dan aci ditetapkan sama dengan separuh daripada galas magnetik. .

Sistem kawalan automatik terletak di dalam kabinet dan bertanggungjawab untuk modulasi arus yang betul yang mengalir melalui elektromagnet mengikut isyarat daripada penderia kedudukan rotor. Kuasa penguat adalah berkaitan dengan kekuatan maksimum elektromagnet, saiz jurang udara dan masa tindak balas sistem kepada perubahan dalam kedudukan pemutar.

Kemungkinan untuk galas magnet tanpa sentuhan

Kelajuan pemutar maksimum yang mungkin dalam galas magnet jejari hanya dihadkan oleh keupayaan plat pemutar feromagnetik untuk menahan daya emparan. Biasanya had untuk kelajuan persisian ialah 200 m / s, manakala untuk galas magnet paksi had dihadkan oleh rintangan keluli tuang hentian - 350 m / s dengan bahan biasa.

Ferromagnet yang digunakan juga menentukan beban maksimum yang boleh ditahan oleh galas dengan diameter dan panjang pemegun galas yang sepadan. Untuk bahan standard, tekanan maksimum ialah 0.9 N / cm2, iaitu kurang daripada galas sentuhan konvensional, tetapi kehilangan beban boleh dikompensasikan oleh kelajuan persisian tinggi dengan peningkatan diameter aci.

Penggunaan kuasa galas magnet aktif tidak begitu tinggi. Kerugian terbesar dalam galas adalah disebabkan oleh arus pusar, tetapi ini adalah sepuluh kali kurang daripada tenaga yang hilang apabila menggunakan galas konvensional dalam mesin. Tidak termasuk gandingan, penghalang haba dan peranti lain, galas berfungsi dengan berkesan dalam vakum, helium, oksigen, air laut dan banyak lagi. Julat suhu adalah dari -253 ° C hingga + 450 ° C.

Kelemahan relatif galas magnetik

Sementara itu, galas magnet juga mempunyai kelemahan.

Pertama sekali, adalah perlu untuk menggunakan galas rolling keselamatan tambahan, yang boleh menahan maksimum dua kegagalan, selepas itu ia mesti diganti dengan yang baru.

Kedua, kerumitan sistem kawalan automatik, yang, jika gagal, akan memerlukan pembaikan yang kompleks.

Ketiga, suhu belitan stator galas meningkat pada arus tinggi - belitan menjadi panas dan mereka memerlukan penyejukan sendiri, lebih baik penyejukan cecair.

Akhir sekali, penggunaan bahan galas bukan sentuhan adalah tinggi kerana permukaan galas mestilah besar untuk menyokong daya magnet yang mencukupi—teras pemegun galas adalah besar dan berat. Ditambah lagi fenomena ketepuan magnetik.

Tetapi walaupun terdapat kelemahan yang jelas, galas magnet kini digunakan secara meluas, termasuk dalam sistem optik berketepatan tinggi dan dalam pemasangan laser. Satu cara atau yang lain, sejak pertengahan abad yang lalu, galas magnetik telah bertambah baik sepanjang masa.