Princippet for dets drift er baseret på brugen af ​​kraft, der virker på en strømførende leder placeret i et magnetfelt. En strømførende leder kan være fast eller flydende. I sidstnævnte tilfælde kaldes støtterne

magnetohydrodynamisk ledningstype. Afhængigt af typen af ​​strøm er ledningsophæng opdelt i suspensioner DC Og AC(magnetfelt og strøm skal være i fase).

Ledningsophænget vist i figur 1.2.5 har enkelt design og har samtidig en høj bæreevne.

Figur 1.2.5 - Ledningsophæng

En væsentlig ulempe, der begrænser brugen af ​​ledningsophæng, er behovet for at excitere strømme direkte på det ophængte legeme, hvilket fører til en betydelig stigning i dens egen vægt og et fald i suspensionens effektivitet. En anden ulempe er behovet for en stor strømkilde.

En lille mængde arbejde er blevet afsat til ledningsstøtter, men bred anvendelse de har ikke fundet det endnu. På i øjeblikket ledningssuspension bruges i metallurgi (til smeltning af rene metaller) og transport.

Aktive magnetiske ophæng

Aktiv magnetisk affjedring? det er overskueligt elektromagnetisk enhed, som holder den roterende del af maskinen (rotoren) i en given position i forhold til den stationære del (statoren).

Aktive magnetiske ophæng kræver en speciel elektronisk ekstern feedbackenhed.

For at forklare funktionsprincippet for en aktiv magnetisk suspension, se figur 1.2.6, som viser den enkleste blokdiagram affjedring. Den består af en sensor, der måler forskydningen af ​​det ophængte legeme i forhold til ligevægtspositionen, en regulator, der behandler målesignalet, en effektforstærker drevet af ekstern kilde, som konverterer dette signal til en styrestrøm i elektromagnetviklingen. Dette signal forårsager kræfter, der holder og returnerer det ferromagnetiske legeme til en ligevægtstilstand.

En indlysende fordel ved aktive kredsløb er evnen til at opnå mere effektiv kontrol af vejefeltet og som følge heraf forbedre effektkarakteristika. Aktiv affjedring har høj belastningskapacitet, høj mekanisk styrke, bred vifte af stivhed og dæmpning, ingen støj og vibrationer, uigennemtrængelig for forurening, ingen slid, intet behov for smøring osv. Stabiliteten af ​​affjedringen, samt den nødvendige stivhed og dæmpning, opnås ved at vælge en kontrollov. Ulemperne ved en aktiv magnetisk suspension omfatter høje omkostninger, energiforbrug fra en ekstern kilde, kompleksiteten af ​​den elektroniske styreenhed osv.

Figur 1.2.6 - Aktiv magnetisk ophæng

Vigtige anvendelsesområder for aktive magnetiske lejer er rumteknologi (vakuum turbomolekylære pumper), medicinsk udstyr, teknologi i fødevareindustrien, højhastighedstransport på jorden mv.

efter at have set videoer af visse kammerater, som disse

Jeg besluttede, og jeg vil tjekke ind på dette emne. Efter min mening er videoen ret analfabet, så det er sagtens muligt at fløjte fra boderne.

Efter at have gennemgået en masse diagrammer i mit hoved, set på princippet om suspension i den centrale del i Beletskys video, forstået hvordan Levitnon-legetøjet fungerer, kom jeg med et simpelt diagram. Det er klart, at der skal være to støttepigge på den ene akse, selve piggen er lavet af stål, og ringene er stift fastgjort på aksen. I stedet for massive ringe er det ganske muligt at placere ikke særlig store magneter i form af et prisme eller en cylinder placeret rundt om omkredsen. Princippet er det samme som i det berømte legetøj "Livitron". kun i stedet for et geroskopisk moment, der forhindrer toppen i at vælte, bruger vi et "tryk" mellem understøtninger, der er stift fastgjort til aksen.

Nedenfor er en video med legetøjet "Livitron"

og her er det diagram, jeg foreslår. faktisk er dette legetøjet i videoen ovenfor, men som jeg allerede har sagt, har det brug for noget, der forhindrer støttespidsen i at vælte. I videoen ovenfor er det gyroskopiske moment brugt, jeg bruger to stativer og en spacer imellem dem.

Lad os prøve at retfærdiggøre arbejdet med dette design, som jeg ser det:

magneterne skubbes væk, hvilket betyder, at der er et svagt punkt - du skal stabilisere disse pigge langs aksen. her brugte jeg følgende idé: magneten forsøger at skubbe spidsen ind i området med den laveste feltstyrke, pga spidsen har magnetisering modsat ringen og selve magneten er ringformet, hvor det er tilstrækkeligt stort område placeret langs aksen, er spændingen mindre end i periferien. dem. spændingsfordeling magnetisk felt Formen ligner et glas - spændingen er maksimal i væggen og minimum på aksen.

spidsen skal stabiliseres langs aksen, samtidig med at den skubbes ud af ringmagneten ind i området med den laveste feltstyrke. dem. hvis der er to sådanne pigge på den ene akse, og ringmagneterne er stift fastgjort, skal aksen "fryse".

det viser sig, at det er energimæssigt mest gunstigt at være i en zone med lavere feltstyrke.

Efter at have rodet rundt på internettet fandt jeg et lignende design:

også her dannes en zone med lavere spænding, den er også placeret langs aksen mellem magneterne, og vinklen bruges også. Generelt er ideologien meget ens, men hvis vi taler om et kompakt leje, ser indstillingen ovenfor bedre ud, men kræver specialformede magneter. dem. Forskellen mellem skemaerne er, at jeg klemmer den understøttende del ind i en zone med mindre spænding, og i skemaet ovenfor sikrer selve dannelsen af ​​en sådan zone positionen på aksen.
For at gøre sammenligningen mere overskuelig har jeg tegnet mit diagram om:

de er i bund og grund spejlbilleder. Generelt er ideen ikke ny - de kredser alle om det samme, jeg har endda mistanke om, at forfatteren til videoen ovenfor simpelthen ikke ledte efter de foreslåede løsninger

her er det næsten en til en, hvis de koniske stop er lavet ikke solide, men sammensatte - en magnetisk kerne + en ringmagnet, så får du mit kredsløb. Jeg vil endda sige den første uoptimerede idé - billedet nedenfor. kun billedet ovenfor virker til at "tiltrække" rotoren, men jeg planlagde oprindeligt "afvisning"


For dem, der er særligt begavede, vil jeg bemærke, at denne suspension ikke overtræder Earnshaws teorem (forbud). sagen er den vi taler om Der er ikke tale om en rent magnetisk affjedring, uden at centrene stift fikseres på aksen, dvs. den ene akse er stift fast, intet vil virke. dem. Det handler om at vælge et omdrejningspunkt og intet mere.

faktisk, hvis du ser Beletskys video, kan du se, at omtrent den samme konfiguration af felter allerede er brugt nogle steder, det eneste, der mangler, er den sidste touch. det koniske magnetiske kredsløb fordeler "frastødningen" langs to akser, men Earnshaw beordrede den tredje akse til at blive fastgjort anderledes, jeg argumenterede ikke og fikserede den stift mekanisk. Jeg ved ikke, hvorfor Beletsky ikke prøvede denne mulighed. faktisk har han brug for to "livitroner" - stativerne er fastgjort på aksen og forbundet til toppene med et kobberrør.

Du kan også bemærke, at du kan bruge spidser fra et hvilket som helst tilstrækkeligt stærkt diamagnetisk materiale i stedet for en magnet med en polaritet modsat den magnetiske støttering. dem. udskift kombinationen af ​​magnet + konisk magnetisk kredsløb, blot med en kegle lavet af diamagnetisk materiale. fiksering på aksen vil være mere pålidelig, men diamagneter er ikke kendetegnet ved stærk vekselvirkning og høje feltstyrker, og et stort "volumen" af dette felt er nødvendigt for at anvende dette på nogen måde. På grund af at feltet er aksialt ensartet i forhold til rotationsaksen, vil der ikke ske ændringer i magnetfeltet under rotation, dvs. et sådant leje skaber ikke modstand mod rotation.

Ifølge tingenes logik skulle dette princip også kunne anvendes til plasmasuspension - en lappet "magnetisk flaske" (corktron), så vent og se.

Hvorfor er jeg så sikker på resultatet? godt, for det kan ikke undgå at eksistere :) det eneste der er muligt er at lave magnetiske kerner i form af en kegle og en kop for en mere "hård" feltkonfiguration.
Nå, du kan også finde en video med en lignende suspension:

her bruger forfatteren ingen magnetiske kredsløb og bruger fokus på nålen, som det generelt er nødvendigt for at forstå Earnshaws sætning. men ringene er allerede stift fastgjort til aksen, hvilket betyder, at du kan sprede aksen mellem dem, hvilket nemt kan opnås ved hjælp af koniske magnetiske kerner på magneter på aksen. dem. Indtil "bunden" af "magnetkoppen" er penetreret, bliver det stadig sværere at skubbe det magnetiske kredsløb ind i ringen pga. luftens magnetiske permeabilitet er mindre end det magnetiske kredsløb - et fald i luftgabet vil føre til en stigning i feltstyrken. dem. den ene akse er stift fast mekanisk - så vil der ikke være behov for støtte på nålen. dem. se det allerførste billede.

P.S.
Her er hvad jeg fandt. fra serien vil det dårlige hoved stadig ikke give slip - forfatteren er stadig Beletsky - det er skruet sammen der, mor, bare rolig - konfigurationen af ​​feltet er ret kompleks, desuden er det ikke ensartet langs aksen af rotation, dvs. ved rotation vil der ske en ændring i den magnetiske induktion i aksen med alt det stik ud... vær opmærksom på kuglen i ringmagneten, derimod er der en cylinder i ringmagneten. dem. personen ødelagde dumt det her beskrevne suspensionsprincip.

Nå, eller loddet ophænget på billedet, dvs. peberfrugterne på billedet bruger en støtte til nålen, og han hængte en kugle i stedet for nålen - oh shaitan - det virkede - hvem ville have troet (jeg kan huske, de beviste for mig, at jeg ikke forstod Earnshaws sætning korrekt), men at hænge to bolde og kun bruge to ringe er tilsyneladende ikke smart nok. dem. antallet af magneter i enheden i videoen kan nemt reduceres til 4, og eventuelt til 3, dvs. en konfiguration med en cylinder i den ene ring og en kugle i den anden kan betragtes som eksperimentelt bevist at virke, se billedet af den oprindelige idé. der brugte jeg to simulatorstop og en cylinder + kegle, selvom jeg synes at keglen og en del af kuglen fra stangen til diameteren fungerer det samme.

derfor ser selve stoppet sådan ud - det er et magnetisk kredsløb (dvs. jern, nikkel osv.) det er bare

en ringmagnet er installeret. responsdelen er den samme, kun omvendt :) og to stop i spaceren fungerer - kammerat Earnshaw forbød at arbejde på et stop.

Opmærksomhed!!!

Du har JavaScript og cookies deaktiveret!

For at siden skal fungere korrekt, skal du aktivere dem!

Aktive magnetiske lejer

Aktive magnetiske lejer (AMP)
(produceret af S2M Société de Mécanique Magnétique SA, 2, rue des Champs, F-27950 St. Marcel, Frankrig)

De vigtigste anvendelsesområder for aktive magnetiske lejer er som en del af turbomaskiner. Konceptet med ingen olie i kompressorer og turboekspandere gør det muligt at opnå den højeste pålidelighed også på grund af fraværet af slid på maskinkomponenter. Aktive magnetiske lejer (AMP) finder alt større anvendelse i mange brancher. For at forbedre dynamiske egenskaber, øge pålideligheden og effektiviteten, anvendes berøringsfrie aktive magnetiske lejer.

Funktionsprincippet for magnetiske lejer er baseret på virkningen af ​​levitation i et magnetfelt. Akslen i sådanne lejer er bogstavelig talt ord, der hænger i et kraftigt magnetfelt. Sensorsystemet overvåger konstant akslens position og sender signaler til statorpositionsmagneterne og justerer tiltrækningskraften på den ene eller anden side.

1 . Generel beskrivelse AMP systemer

Den aktive magnetiske suspension består af 2 separate dele:

Leje;

Elektronisk styresystem

Den magnetiske ophæng består af elektromagneter (strømspoler 1 og 3), der tiltrækker rotoren (2).

AMP komponenter

1. Radial leje

Den radiale lejerotor, der er udstyret med ferromagnetiske plader, er understøttet af magnetiske felter skabt af elektromagneter placeret på statoren.

Rotoren placeres i ophængt tilstand i midten uden at komme i kontakt med statoren. Rotorens position styres induktive sensorer. De registrerer enhver afvigelse fra den nominelle position og giver signaler, der styrer strømmen i elektromagneterne for at returnere rotoren til dens nominelle position.

4 spoler placeret langs akserne V og W , og forskudt i en vinkel på 45° fra akserne X og Y , hold rotoren i midten af ​​statoren. Der er ingen kontakt mellem rotoren og statoren. Radial frigang 0,5-1 mm; aksial frigang 0,6-1,8 mm.

2. Trykleje

Et trykleje fungerer efter samme princip. Elektromagneter i form af en permanent ring er placeret på begge sider af trykskiven monteret på akslen. Elektromagneter er fastgjort til statoren. Trykskiven monteres på rotoren (f.eks. ved hjælp af krympepasningsmetoden). Aksiale positionssensorer er normalt placeret i enderne af akslen.

3. Hjælpemidler (forsikring)

lejer

Hjælpelejer bruges til at understøtte rotoren, mens maskinen er stoppet, og i tilfælde af fejl i AMS styresystemet. Under normal drift forbliver disse lejer stationære. Afstanden mellem hjælpelejerne og rotoren er normalt lig med halvdelen af ​​luftspalten, men om nødvendigt kan den reduceres. Hjælpelejer er hovedsageligt solide smurte kuglelejer, men andre typer lejer såsom glidelejer kan også bruges.

4. Elektronisk kontrolsystem

Et elektronisk styresystem styrer rotorens position ved at modulere strømmen, der passerer gennem elektromagneterne afhængigt af positionssensorernes signalværdier.

5. Elektronisk behandlingssystem signaler

Signalet fra positionssensoren sammenlignes med et referencesignal, som svarer til den nominelle rotorposition. Hvis referencesignalet er nul, svarer den nominelle position til statorens centrum. Når du ændrer referencesignalet, kan du flytte den nominelle position med halvdelen af ​​luftgabet. Afvigelsessignalet er proportionalt med forskellen mellem den nominelle position og den aktuelle position af rotoren. Dette signal sendes til processoren, som igen sender et korrektionssignal til effektforstærkeren.

Forholdet mellem udgangssignal og afvigelsessignalbestemt af overførselsfunktionen. Overførselsfunktionen er valgt for at holde rotoren så nøjagtigt som muligt i dens nominelle position og for at returnere den hurtigt og jævnt til denne position i tilfælde af forstyrrelser. Overførselsfunktionen bestemmer stivheden og dæmpningen af ​​den magnetiske ophæng.

6. Effektforstærker

Denne enhed forsyner lejeelektromagneterne med den nødvendige strøm til at skabe et magnetfelt, der virker på rotoren. Forstærkernes effekt afhænger af elektromagnetens maksimale styrke, luftgabet og systemets responstid automatisk kontrol(dvs. den hastighed, hvormed denne kraft skal ændres, når den støder på en forstyrrelse). De fysiske dimensioner af det elektroniske system har ikke et direkte forhold til vægten af ​​maskinens rotor, de er højst sandsynligt relateret til forholdet mellem indikatoren mellem størrelsen af ​​interferensen og rotorens vægt. Derfor vil en lille skal være tilstrækkelig til en stor mekanisme udstyret med en relativt tung rotor, der er udsat for lidt forstyrrelse. Samtidig skal en mekanisme, der er udsat for større interferens, være udstyret med et stort el-skab.

2. Nogle karakteristika ved AMP

Luftspalte

Luftspalten er mellemrummet mellem rotoren og statoren. Mængden af ​​mellemrum angivet e, afhænger af diameter D rotor eller leje.

Som regel bruges følgende værdier normalt:

D (mm)	e(mm)
< 100	0,3 - 0,6
100 - 1 000	0,6 - 1,0

Rotationshastighed

Den maksimale rotationshastighed af et radial magnetisk leje afhænger kun af karakteristikaene af de elektromagnetiske rotorplader, nemlig pladernes modstand mod centrifugalkraft. Ved brug af standardskær kan periferihastigheder på op til 200 m/s opnås. Omdrejningshastigheden af ​​det aksiale magnetiske leje er begrænset af modstanden af ​​trykskiven af ​​støbt stål. En periferihastighed på 350 m/s kan opnås ved brug af standardudstyr.

AMP-belastningen afhænger af det anvendte ferromagnetiske materiale, rotordiameteren og den langsgående længde af ophængningsstatoren. Maksimal specifik belastning af AMP lavet af standard materiale, er 0,9 N/cm². Denne maksimal belastning er mindre sammenlignet med de tilsvarende værdier for klassiske lejer, men den høje tilladte periferihastighed gør det muligt at øge akseldiameteren for at opnå den størst mulige kontaktflade og dermed den samme belastningsgrænse som for et klassisk leje uden behov at øge dens længde.

Energiforbrug

Aktive magnetlejer har et meget lavt energiforbrug. Dette energiforbrug kommer fra tab som følge af hysterese, hvirvelstrømme (Foucault-strømme) i lejet (effekt taget fra akslen) og varmetab i den elektroniske skal. AMP'er bruger 10-100 gange mindre energi end klassiske mekanismer af sammenlignelige størrelser. Energiforbrug elektronisk system styring, som kræver en ekstern strømkilde, er også meget lav. Batterier bruges til at opretholde gimbalens driftstilstand i tilfælde af netværksfejl - i dette tilfælde tænder de automatisk.

Omgivende forhold

AMP'er kan installeres direkte i driftsmiljøet, hvilket helt eliminerer behovet for passende koblinger og enheder samt barrierer til termisk isolering. I dag fungerer aktive magnetlejer mest forskellige forhold: vakuum, luft, helium, kulbrinte, oxygen, havvand og uranhexafluorid, samt ved temperaturer fra -253° Fra til + 450 ° MED.

3. Fordele ved magnetiske lejer

• Berøringsfri/væskefri
  - ingen mekanisk friktion
  - ingen olie
  - øget periferihastighed
  
• Øget pålidelighed
  - driftssikkerhed af styreskabet > 52.000 timer.
  - driftssikkerhed af EM lejer > 200.000 timer.
  - næsten fuldstændig mangel på forebyggende vedligeholdelse
  
• Mindre turbomaskineri dimensioner
  - manglende smøresystem
  - mindre dimensioner (P = K*L*D²*N)
  - mindre vægt
  
• Overvågning
  - bærende belastning
  - turbomaskine belastning
• Justerbare parametre
  - aktivt magnetisk lejekontrolsystem
  - stivhed (varierer afhængigt af rotorens dynamik)
  - dæmpning (varierer afhængigt af rotorens dynamik)
  
• Tætningsfri drift (kompressor og drev i ét hus)
  - lejer i procesgas
  - bredt driftstemperaturområde
  - optimering af rotordynamikken ved at forkorte den

Den ubestridelige fordel ved magnetiske lejer er det fuldstændige fravær af gnidningsoverflader og følgelig slid, friktion og vigtigst af alt fraværet af afvigelse fra arbejdsområde partikler genereret under driften af ​​konventionelle lejer.

Aktive magnetiske lejer er kendetegnet ved høj belastningskapacitet og mekanisk styrke. De kan bruges når høje hastigheder rotation, samt i luftløse rum og ved forskellige temperaturer.

Materialer leveret af firmaet "S2M", Frankrig ( www.s2m.fr).

FORORD

Hovedelementet i mange maskiner er en rotor, der roterer i lejer. Stigningen i rotationshastigheder og kræfter af roterende maskiner med en samtidig tendens til at reducere masse og overordnede dimensioner fremfører problemet med at øge holdbarheden af ​​lejeenheder som en prioritet. Desuden på en række områder moderne teknologi Der kræves lejer, der kan fungere pålideligt i ekstreme forhold: i vakuum, ved høj og lave temperaturer, ultra-rene teknologier, i aggressive miljøer osv. Skabelsen af ​​sådanne lejer er også et presserende teknisk problem.
Løsningen på disse problemer kan opnås ved at forbedre traditionelle rulle- og glidelejer. og skabelsen af ​​ikke-traditionelle lejer, der bruger forskellige fysiske driftsprincipper.
Traditionelle rulle- og glidelejer (væske og gas) har nu nået et højt teknisk niveau. Naturen af ​​de processer, der forekommer i dem, begrænser og gør det nogle gange fundamentalt umuligt at bruge disse lejer til at nå ovenstående mål. Således er væsentlige ulemper ved rullelejer tilstedeværelsen af ​​mekanisk kontakt mellem bevægelige og stationære dele og behovet for at smøre løbebanerne. I glidelejer er der ingen mekanisk kontakt, men et system af periodisk smøremiddel at skabe et smørende lag og forsegle dette lag. Det er indlysende, at forbedring af tætningsenheder kun kan reducere, men ikke helt eliminere, den gensidige indtrængning af smøremiddel og ydre miljø.
Lejer, der bruger magnetiske og elektriske felter til at skabe støttereaktioner, er fri for disse ulemper. Blandt dem er aktive magnetiske lejer (AMP) af størst praktisk interesse. AMS'ens arbejde er baseret på det velkendte princip om aktiv magnetisk suspension af et ferromagnetisk legeme: stabilisering af kroppen i en given position bestemmes af kræfterne af magnetisk tiltrækning, der virker på kroppen fra kontrollerede elektromagneter. Strømme i elektromagneternes viklinger genereres ved hjælp af et automatisk kontrolsystem bestående af kropsbevægelsessensorer, en elektronisk controller og effektforstærkere drevet fra en ekstern kilde elektrisk energi.
Første eksempler praktisk brug aktiv magnetiske ophæng i måleinstrumenter går tilbage til 40'erne af det 20. århundrede. De er forbundet med navnene på D. Beams og D. Hriesinger (USA) og O. G. Katsnelson og A. S. Edelstein (USSR). Det første aktive magnetiske leje blev foreslået og eksperimentelt undersøgt i 1960 af R. Sixsmith (USA). Bred praktisk anvendelse AMS i vores land og i udlandet begyndte i begyndelsen af ​​70'erne af det 20. århundrede.
Fraværet af mekanisk kontakt og behovet for smøring i AMP'er gør dem meget lovende inden for mange teknologiområder. Det er først og fremmest: turbiner og pumper i vakuum og kryogen teknologi; maskiner til ultra-rene teknologier og til arbejde i aggressive miljøer; maskiner og instrumenter til nukleare og ruminstallationer; horoskoper; Inertienergilagringsenheder; samt produkter til generel maskinteknik og instrumentfremstilling - slibning og fræsning af højhastighedsspindler, tekstilmaskiner. centrifuger, turbiner, balanceringsmaskiner, vibrationsstativer, robotter, præcision måleinstrumenter osv.
På trods af disse succeser bliver AMJI'er imidlertid implementeret meget langsommere end forventet ud fra forudsigelser lavet i begyndelsen af ​​1970'erne. Først og fremmest forklares dette med industriens langsomme accept af innovationer, herunder AMP. Som enhver innovation skal AMP'er populariseres for at være efterspurgt.
Desværre er der på tidspunktet for skrivning af disse linjer kun én bog viet til aktive magnetiske lejer: G. Schweitzer. N. Bleulerand A. Traxler "Active magnetic bearings", ETH Zurich, 1994, 244 s., udgivet på engelsk og tysk. Denne bog er lille i volumen og henvender sig primært til læseren, der tager de første skridt til at forstå de problemer, der opstår, når man laver en AMP. Forfatterne stiller meget beskedne krav til læserens ingeniørmæssige og matematiske baggrund og arrangerer hovedideerne og koncepterne i en så gennemtænkt rækkefølge, at en nybegynder nemt kan komme op i fart og begrebsmæssigt mestre et nyt område. Denne bog er utvivlsomt et bemærkelsesværdigt fænomen, og dens populariserende rolle kan næppe overvurderes.
Læseren kan spørge, om det var værd at skrive en rigtig monografi og ikke begrænse os til en oversættelse af hverken det russiske sprog i den ovenfor citerede bog. For det første blev jeg fra 1992 inviteret til at holde foredrag om AMS på russiske universiteter. Finland og Sverige. Ud fra disse forelæsninger voksede en bog frem. For det andet udtrykte mange af mine kolleger et ønske om at modtage en bog om LMP, skrevet til udviklere af maskiner med AMP. For det tredje indså jeg også, at mange ingeniører, der ikke har specialiseret sig inden for AMP, har brug for en bog, der udforsker sådan et kontrolobjekt som en elektromagnet.
Formålet med denne bog er at udstyre ingeniører med teknikker matematisk modellering, syntese og analyse af AMP'er og derved bidrage til at vække interesse for dette nye teknologifelt. Jeg er ikke i tvivl om, at bogen også vil være nyttig for studerende med mange tekniske specialer, især under kurser og diplomdesign. Da jeg skrev bogen, stolede jeg på 20 års erfaring inden for AMP som videnskabelig direktør for forskningslaboratoriet for magnetiske støtter ved Pskov Polytekniske Institut i St. Petersburg State teknisk universitet.
Bogen indeholder 10 kapitler. Kapitel 1 giver kort beskrivelse alle mulige typer elektromagnetiske suspensioner, hvis formål er at udvide læserens horisont. Kapitel 2, rettet mod brugere af AMP'er, introducerer læseren til teknologien for aktive magnetiske lejer - udviklingshistorien, design, karakteristika, udviklingsproblemer og flere eksempler på praktiske anvendelser. Kapitel 3 og 4 giver en metode til beregning af bærende magnetiske kredsløb. En elektromagnet som kontrolobjekt studeres i kapitel 5. I kapitel 6 løses problemer med controllersyntese og analyse af dynamikken i en magnetisk ophæng med en effekt. Dette er et kapitel om, hvordan du kontrollerer kardanen, og hvad der kan forhindre dig i at opnå de nødvendige dynamiske kvaliteter. Det centrale sted er optaget af kapitel 7, som undersøger problemerne med at kontrollere ophænget af en stiv rotor med fem frihedsgrader, undersøger samspillet mellem ophænget og drivmotoren og berører også spørgsmålet om at skabe ustøttede rotorer. elektriske maskiner. Effekten af ​​rotorens elastiske bøjningsdeformationer på kardanens dynamik er diskuteret i kapitel 8. Kapitel 9 er viet til digital styring af kardanen. Det sidste kapitel 10 undersøger en række dynamiske aspekter forbundet med implementeringen af ​​rotorophæng i AMP'er.
Med hensyn til referencelisten i slutningen af ​​bogen, har jeg ikke forsøgt at inkludere alle historisk bemærkelsesværdige artikler om AMP, og jeg undskylder over for de forskere, hvis bidrag til dette felt ikke er nævnt.
Da rækken af ​​problemer er meget bred, viste det sig at være umuligt at vedligeholde ét system symboler gennem hele bogen. Hvert kapitel bruger dog en konsekvent notation.
Jeg er taknemmelig for mine lærere, professorerne David Rakhmilevich Merknn og Anatoly Saulovnch Kelzon - de bidrog i høj grad til denne bogs udseende. Jeg vil gerne takke mine kolleger på laboratoriet for magnetiske støtter og universitetet, især Fedor Georgievich Kochevin, Mikhail Vadimovich Afanasyev. Valentin Vasilievich Andreen, Sergei Vladimirovich Smirnov, Sergei Gennadievich Stebikhov og Igor Ivanovich Morozov, gennem hvis indsats mange maskiner med AMP blev skabt. Samtaler og fælles arbejde med professor Kamil Shamsuddnovich Khodzhaen og lektorerne Vladimir Aleksandrovich Andreev, Valery Georgievich Bogov og Vyacheslav Grigorievich Matsevich var også nyttige for mig. Jeg vil også gerne anerkende bidraget fra kandidatstuderende og kandidatstuderende, som arbejdede sammen med mig med stor entusiasme inden for AMP - disse er Grigory Mikhailovich Kraizman, Nikolai Vadimovich Khmylko, Arkady Grigorievich Khrostitsky, Nikolai Mikhailovich Ilyin, Paul Vet Alexander Mikhailovich Vasilievich Kiselev. Den tekniske bistand til at forberede manuskriptet til udgivelse af Elena Vladimirovna Zhuravleva og Andrei Semenovich Leontyev fortjener særlig omtale.
Jeg vil gerne takke Pskov Ingeniørfirma og Pskov Polytekniske Institut for deres hjælp til finansiering af udgivelsen af ​​bogen.

I en række moderne elektromekaniske produkter og tekniske produkter er det magnetiske leje den vigtigste komponent, der bestemmer de tekniske og økonomiske karakteristika og øger den problemfrie driftsperiode. Sammenlignet med traditionelle lejer eliminerer magnetiske lejer fuldstændig friktionskraften mellem stationære og bevægelige dele. Tilstedeværelsen af ​​denne egenskab gør det muligt at implementere øgede hastigheder i design magnetiske systemer. Magnetiske lejer er lavet af højtemperatur superledende materialer, som rationelt påvirker deres egenskaber. Disse ejendomme omfatter en væsentlig reduktion i omkostningerne vedr model designs kølesystemer og sådan vigtigt parameter, som langsigtet vedligeholdelse af et magnetisk leje i funktionsdygtig stand.

Funktionsprincip for magnetiske ophæng

Funktionsprincippet for magnetiske ophæng er baseret på brugen af ​​fri levitation, som er skabt af magnetiske og elektriske felter. En roterende aksel, der bruger sådanne ophæng, uden brug af fysisk kontakt, er bogstaveligt talt ophængt i et kraftigt magnetfelt. Dens relative omdrejninger passerer uden friktion og slid, mens den opnår højeste pålidelighed. Den grundlæggende komponent i en magnetisk suspension er det magnetiske system. Dens hovedformål er at skabe et magnetfelt med den krævede form, der giver de nødvendige trækegenskaber arbejdsområde ved en vis kontrolforskydning af rotoren og stivheden af ​​selve lejet. Sådanne parametre for magnetiske lejer er direkte afhængige af designet af det magnetiske system, som skal udvikles og beregnes baseret på dets vægt og størrelse komponent - et dyrt kryogent kølesystem. Hvad det elektromagnetiske felt af magnetiske suspensioner er i stand til, kan tydeligt ses i betjeningen af ​​børnenes legetøj Levitron. I praksis findes magnetiske og elektriske ophæng i ni typer, der adskiller sig i deres funktionsprincip:

• magnetiske og hydrodynamiske suspensioner;
• suspensioner arbejder på permanente magneter;
• aktive magnetiske lejer;
• bøjler til konditionering;
• LC - resonanstyper af suspensioner;
• induktion lejer;
• diamagnetiske typer af suspensioner;
• superledende lejer;
• elektrostatiske suspensioner.

Hvis vi tester alle disse typer af suspensioner med hensyn til popularitet, så har aktive magnetiske lejer (AMP) i den nuværende realitet indtaget den førende position. I udseende repræsenterer de et mekatronisk anordningssystem, hvor rotorens stabile tilstand opnås af de tilstedeværende magnetiske tiltrækningskræfter. Disse kræfter virker på rotoren fra siden af ​​elektromagneterne, elektrisk strøm hvor den justeres af et automatisk styresystem baseret på sensorsignaler fra den elektroniske styreenhed. Sådanne styreenheder kan bruge enten et traditionelt analogt eller et mere innovativt digitalt signalbehandlingssystem. Aktive magnetiske lejer har fremragende dynamiske egenskaber, pålidelighed og høj effektivitet. Unikke muligheder aktive magnetiske lejer bidrager til deres udbredte anvendelse. AMP'er bruges effektivt, for eksempel i følgende udstyr:
- gasturbineenheder;
- højhastigheds rotorsystemer;
- elektriske motorer;
- turboekspandere;
- inertienergilagringsenheder mv.
I øjeblikket kræver aktive magnetiske lejer en ekstern strømkilde og dyrt og komplekst kontroludstyr. I øjeblikket udfører AMP-udviklere aktivt arbejde at skabe en passiv type magnetiske lejer.