El principio de su funcionamiento se basa en el uso de una fuerza que actúa sobre un conductor portador de corriente colocado en un campo magnético. Un conductor que transporta corriente puede ser sólido o líquido. En este último caso, los soportes se denominan

tipo de conducción magnetohidrodinámica. Dependiendo del tipo de corriente, las suspensiones de conducción se dividen en suspensiones. corriente continua Y C.A.(el campo magnético y la corriente deben estar en fase).

La suspensión de conducción que se muestra en la Figura 1.2.5 tiene diseño sencillo y al mismo tiempo tiene una alta capacidad de carga.

Figura 1.2.5 - Suspensión de la conducción

Un inconveniente importante que limita el uso de suspensiones de conducción es la necesidad de excitar corrientes directamente sobre el cuerpo suspendido, lo que conduce a un aumento significativo del propio peso y una disminución de la eficiencia de la suspensión. Otra desventaja es la necesidad de una gran fuente de corriente.

Se ha dedicado una pequeña cantidad de trabajo a los soportes de conducción, pero amplia aplicación aún no lo han encontrado. En en este momento La suspensión de conducción se utiliza en metalurgia (para fundir metales puros) y en el transporte.

suspensiones magnéticas activas

¿Suspensión magnética activa? es manejable dispositivo electromagnético, que mantiene la parte giratoria de la máquina (rotor) en una posición determinada con respecto a la parte estacionaria (estator).

Las suspensiones magnéticas activas requieren una unidad de retroalimentación electrónica externa especial.

Para explicar el principio de funcionamiento de la suspensión magnética activa, considere la Figura 1.2.6, que muestra la forma más simple. diagrama de bloques suspensión. Consiste en un sensor que mide el desplazamiento del cuerpo suspendido con respecto a la posición de equilibrio, un regulador que procesa la señal de medición, un amplificador de potencia alimentado por fuente externa, que convierte esta señal en una corriente de control en el devanado del electroimán. Esta señal provoca fuerzas que mantienen y devuelven el cuerpo ferromagnético a un estado de equilibrio.

Una ventaja obvia de los circuitos activos es la capacidad de lograr un control más eficiente del campo de pesaje y, en consecuencia, mejorar las características de potencia. La suspensión activa tiene alta capacidad de carga, alta resistencia mecánica, amplio rango de rigidez y amortiguación, sin ruidos ni vibraciones, resistente a la contaminación, sin desgaste, sin necesidad de lubricación, etc. La estabilidad de la suspensión, así como la rigidez y amortiguación necesarias, se consigue eligiendo una ley de control. Las desventajas de una suspensión magnética activa incluyen el alto coste, el consumo de energía de una fuente externa, la complejidad de la unidad de control electrónico, etc.

Figura 1.2.6 - Suspensión magnética activa

Áreas de aplicación importantes de los rodamientos magnéticos activos son la tecnología espacial (bombas turbomoleculares de vacío), equipos médicos, tecnología en industria alimentaria, transporte terrestre de alta velocidad, etc.

después de ver videos de ciertos compañeros, como estos

Lo decidí y revisaré este tema. En mi opinión, el video es bastante analfabeto, por lo que es muy posible silbar desde la platea.

Después de revisar un montón de diagramas en mi cabeza, observar el principio de suspensión en la parte central del video de Beletsky y comprender cómo funciona el juguete Levitnon, se me ocurrió un diagrama simple. Está claro que debe haber dos púas de soporte en un eje, la púa en sí está hecha de acero y los anillos están fijados rígidamente en el eje. En lugar de anillos macizos, es muy posible colocar imanes no muy grandes en forma de prisma o cilindro ubicados alrededor de la circunferencia. El principio es el mismo que en el famoso juguete "Livitron". sólo que en lugar de un momento geroscópico que impide que la parte superior se vuelque, utilizamos un "empuje" entre soportes rígidamente fijados al eje.

A continuación se muestra un vídeo con el juguete "Livitron".

y aquí está el diagrama que propongo. de hecho, este es el juguete del vídeo de arriba, pero como ya dije, necesita algo que evite que la punta de soporte se vuelque. En el video de arriba se usa el momento giroscópico, uso dos soportes y un espaciador entre ellos.

Intentemos justificar el trabajo de este diseño, tal como yo lo veo:

los imanes se alejan, lo que significa que hay un punto débil; es necesario estabilizar estos picos a lo largo del eje. aquí utilicé la siguiente idea: el imán intenta empujar la punta hacia el área con la intensidad de campo más baja, porque la punta tiene magnetización opuesta al anillo y el imán en sí tiene forma de anillo, donde en suficiente área grande Ubicado a lo largo del eje, la tensión es menor que en la periferia. aquellos. distribución de tensión campo magnético La forma se asemeja a un vaso: la tensión es máxima en la pared y mínima en el eje.

La punta debe estabilizarse a lo largo del eje y, al mismo tiempo, empujarse fuera del imán anular hacia la zona con menor intensidad de campo. aquellos. Si hay dos de estos picos en un eje y los imanes anulares están fijados rígidamente, el eje debería "congelarse".

resulta que estar en una zona con menor intensidad de campo es la más favorable energéticamente.

Buscando en Internet encontré un diseño similar:

Aquí también se forma una zona con menor tensión, también se ubica a lo largo del eje entre los imanes y también se utiliza el ángulo. En general, la ideología es muy similar, pero si hablamos de un rodamiento compacto, la opción anterior se ve mejor, pero requiere imanes de forma especial. aquellos. La diferencia entre los esquemas es que aprieto la parte de soporte en una zona con menos tensión, y en el esquema anterior, la formación misma de dicha zona asegura la posición en el eje.
Para aclarar la comparación, volví a dibujar mi diagrama:

son esencialmente imágenes especulares. En general, la idea no es nueva: todas giran en torno a lo mismo, incluso tengo sospechas de que el autor del video de arriba simplemente no buscó las soluciones propuestas.

aquí es casi uno a uno, si los topes cónicos no se hacen como una sola pieza, sino como compuestos: un circuito magnético + un anillo magnético, entonces obtendrás mi circuito. Incluso diría que la idea inicial no optimizada es la imagen de abajo. Sólo la imagen de arriba funciona para "atraer" el rotor, pero inicialmente planeé la "repulsión".


Para aquellos especialmente dotados, quiero señalar que esta suspensión no viola el teorema de Earnshaw (prohibición). la cosa es que estamos hablando de No se trata de una suspensión puramente magnética, sin fijar rígidamente los centros en los ejes, es decir, un eje está rígidamente fijado, nada funcionará. aquellos. Se trata de elegir un punto de apoyo y nada más.

de hecho, si miras el video de Beletsky, puedes ver que en algunos lugares ya se usa aproximadamente la misma configuración de campos, solo falta el toque final. el circuito magnético cónico distribuye la "repulsión" a lo largo de dos ejes, pero Earnshaw ordenó que el tercer eje se fijara de otra manera, no discutí y lo fijé rígidamente mecánicamente. No sé por qué Beletsky no probó esta opción. de hecho, necesita dos "livitrones": los soportes se fijan en el eje y se conectan a la parte superior con un tubo de cobre.

También puede tener en cuenta que puede utilizar puntas de cualquier material diamegnético suficientemente fuerte en lugar de un imán con una polaridad opuesta al anillo de soporte magnético. aquellos. sustituir la combinación imán + núcleo magnético cónico, simplemente por un cono diamagnético. la fijación en el eje será más confiable, pero los diamagnetos no se caracterizan por una interacción fuerte y se necesitan altas intensidades de campo y un gran "volumen" de este campo para poder aplicarlo de cualquier manera. Debido al hecho de que el campo es axialmente uniforme con respecto al eje de rotación, no se producirán cambios en el campo magnético durante la rotación, es decir Un rodamiento de este tipo no crea resistencia a la rotación.

Según la lógica de las cosas, este principio también debería aplicarse a la suspensión de plasma: una “botella magnética” parcheada (corktron), así que espere y verá.

¿Por qué tengo tanta confianza en el resultado? bueno, porque no puede evitar existir :) lo único que es posible es hacer núcleos magnéticos en forma de cono y copa para una configuración de campo más “dura”.
Pues también podéis encontrar un vídeo con una suspensión similar:

Aquí el autor no utiliza ningún circuito magnético y se centra en la aguja, como suele ser necesario para comprender el teorema de Earnshaw. pero los anillos ya están rígidamente fijados al eje, lo que significa que se puede extender el eje entre ellos, lo que se puede lograr fácilmente utilizando núcleos magnéticos cónicos sobre imanes en el eje. aquellos. Hasta que se penetra el "fondo" de la "copa magnética", se vuelve cada vez más difícil empujar el circuito magnético dentro del anillo porque la permeabilidad magnética del aire es menor que la del circuito magnético; una disminución en el entrehierro conducirá a un aumento en la intensidad del campo. aquellos. un eje está fijado rígidamente mecánicamente, entonces no será necesario apoyar la aguja. aquellos. Mira la primera imagen.

PD
Esto es lo que encontré. de la serie, la cabeza mala todavía no se suelta - el autor sigue siendo Beletsky - está jodido ahí, madre, no te preocupes - la configuración del campo es bastante compleja, además, no es uniforme a lo largo del eje de rotación, es decir al girar, habrá un cambio en la inducción magnética en el eje con todo lo que sobresale... preste atención a la bola en el anillo magnético, por otro lado hay un cilindro en el anillo magnético. aquellos. la persona arruinó estúpidamente el principio de suspensión descrito aquí.

Bueno, o soldar la suspensión de la foto, es decir. los pimientos de la foto usan un soporte para la aguja, y en lugar de la aguja colgó una bola - oh shaitan - funcionó - quién lo hubiera pensado (recuerdo que me demostraron que no entendí correctamente el teorema de Earnshaw), pero colgar dos bolas y usar sólo dos anillos aparentemente no es lo suficientemente inteligente. aquellos. el número de imanes en el dispositivo del vídeo se puede reducir fácilmente a 4, o posiblemente a 3, es decir Se puede considerar que una configuración con un cilindro en un anillo y una bola en el otro funciona experimentalmente; vea la imagen de la idea original. ahí utilicé dos topes simítricos y un cilindro + cono, aunque creo que el cono y parte de la esfera desde el polo hasta el diámetro funcionan igual.

por lo tanto, el tope en sí se ve así: es un circuito magnético (es decir, hierro, níquel, etc.), es simplemente

Se instala un anillo magnético. la contraparte es la misma, solo que al revés :) y dos paradas en el trabajo del espaciador - camarada Earnshaw prohibió trabajar en una sola parada.

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Rodamientos magnéticos activos

Rodamientos magnéticos activos (AMP)
(producida por S2M Société de Mécanique Magnétique SA, 2, rue des Champs, F-27950 St. Marcel, Francia)

Las principales áreas de aplicación de los cojinetes magnéticos activos son las que forman parte de las turbomáquinas. El concepto de ausencia de aceite en compresores y turboexpansores permite alcanzar la máxima fiabilidad también gracias a la ausencia de desgaste en los componentes de la máquina. Los rodamientos magnéticos activos (AMP) lo encuentran todo mayor aplicación en muchas industrias. Para mejorar las características dinámicas, aumentar la confiabilidad y la eficiencia, se utilizan cojinetes magnéticos activos sin contacto.

El principio de funcionamiento de los rodamientos magnéticos se basa en el efecto de levitación en un campo magnético. El eje en tales rodamientos es literalmente palabras suspendidas en un poderoso campo magnético. El sistema de sensores monitorea constantemente la posición del eje y envía señales a los imanes de posición del estator, ajustando la fuerza de atracción en un lado u otro.

1 . Descripción general sistemas amperios

La suspensión magnética activa consta de 2 partes separadas:

Cojinete;

sistema de control electrónico

La suspensión magnética consta de electroimanes (bobinas de potencia 1 y 3) que atraen al rotor (2).

componentes AMP

1. Rodamiento radial

El rotor con cojinete radial, equipado con placas ferromagnéticas, se mantiene en su lugar mediante campos magnéticos creados por electroimanes ubicados en el estator.

El rotor se coloca en estado suspendido en el centro, sin hacer contacto con el estator. La posición del rotor está controlada sensores inductivos. Detectan cualquier desviación de la posición nominal y proporcionan señales que controlan la corriente en los electroimanes para devolver el rotor a su posición nominal.

4 bobinas colocadas a lo largo de los ejes. V y W , y desplazado en un ángulo de 45° con respecto a los ejes X e Y , mantenga el rotor en el centro del estator. No hay contacto entre el rotor y el estator. Juego radial 0,5-1 mm; juego axial 0,6-1,8 mm.

2. Cojinete de empuje

Un cojinete de empuje funciona según el mismo principio. A ambos lados del disco de empuje montado en el eje se encuentran electroimanes en forma de anillo permanente. Los electroimanes están fijados al estator. El disco de empuje se monta en el rotor (por ejemplo, mediante el método de ajuste por contracción). Los sensores de posición axial suelen estar situados en los extremos del eje.

3. Auxiliar (seguros)

aspectos

Los cojinetes auxiliares se utilizan para soportar el rotor mientras la máquina está parada y en caso de falla del sistema de control AMS. Durante el funcionamiento normal, estos cojinetes permanecen estacionarios. La distancia entre los cojinetes auxiliares y el rotor suele ser igual a la mitad del entrehierro, aunque, si es necesario, se puede reducir. Los rodamientos auxiliares son principalmente rodamientos de bolas macizos lubricados, pero también se pueden utilizar otros tipos de rodamientos, como los cojinetes lisos.

4. Sistema de control electrónico

Un sistema de control electrónico controla la posición del rotor modulando la corriente que pasa a través de los electroimanes en función de los valores de la señal de los sensores de posición.

5. Sistema de procesamiento electrónico señales

La señal enviada por el sensor de posición se compara con una señal de referencia que corresponde a la posición nominal del rotor. Si la señal de referencia es cero, la posición nominal corresponde al centro del estator. Al cambiar la señal de referencia, puede mover la posición nominal a la mitad del entrehierro. La señal de desviación es proporcional a la diferencia entre la posición nominal y la posición actual del rotor. Esta señal se transmite al procesador, que a su vez envía una señal de corrección al amplificador de potencia.

Relación entre la señal de salida y la señal de desviacióndeterminado por la función de transferencia. La función de transferencia se selecciona para mantener el rotor con la mayor precisión posible en su posición nominal y devolverlo rápida y suavemente a esta posición en caso de perturbaciones. La función de transferencia determina la rigidez y la amortiguación de la suspensión magnética.

6. amplificador de potencia

Este dispositivo suministra a los electroimanes de los cojinetes la corriente necesaria para crear un campo magnético que actúa sobre el rotor. La potencia de los amplificadores depende de la fuerza máxima del electroimán, el entrehierro y el tiempo de respuesta del sistema. control automático(es decir, la velocidad a la que esta fuerza debe cambiarse cuando encuentra una perturbación). Las dimensiones físicas del sistema electrónico no tienen una relación directa con el peso del rotor de la máquina; lo más probable es que estén relacionadas con la relación del indicador entre la magnitud de la interferencia y el peso del rotor. Por lo tanto, una carcasa pequeña será suficiente para un mecanismo grande equipado con un rotor relativamente pesado sujeto a pocas perturbaciones. Al mismo tiempo, un mecanismo sujeto a mayores interferencias debe equiparse con un gran armario eléctrico.

2. Algunas características de AMP

Entrehierro

El entrehierro es el espacio entre el rotor y el estator. La cantidad de brecha indicada mi, depende del diámetro D rotor o rodamiento.

Como regla general, se suelen utilizar los siguientes valores:

diámetro (mm)	mi(mm)
< 100	0,3 - 0,6
100 - 1 000	0,6 - 1,0

Velocidad de rotación

La velocidad máxima de rotación de un rodamiento magnético radial depende únicamente de las características de las placas del rotor electromagnético, es decir, de la resistencia de las placas a la fuerza centrífuga. Cuando se utilizan plaquitas estándar se pueden alcanzar velocidades periféricas de hasta 200 m/s. La velocidad de rotación del cojinete magnético axial está limitada por la resistencia del disco de empuje de acero fundido. Con el equipamiento estándar se puede alcanzar una velocidad periférica de 350 m/s.

La carga AMP depende del material ferromagnético utilizado, del diámetro del rotor y de la longitud longitudinal del estator de suspensión. Carga específica máxima de AMP hecha de material estándar, es 0,9 N/cm². Este carga máxima es menor en comparación con los valores correspondientes de los rodamientos clásicos, sin embargo, la alta velocidad periférica permitida permite aumentar el diámetro del eje para obtener la mayor superficie de contacto posible y por lo tanto el mismo límite de carga que para un rodamiento clásico sin necesidad para aumentar su longitud.

Consumo de energía

Los rodamientos magnéticos activos tienen un consumo de energía muy bajo. Este consumo de energía proviene de pérdidas por histéresis, corrientes parásitas (corrientes de Foucault) en el rodamiento (potencia tomada del eje) y pérdidas de calor en la carcasa electrónica. Los AMP consumen entre 10 y 100 veces menos energía que los mecanismos clásicos de tamaño comparable. Consumo de energía sistema electrónico El control, que requiere una fuente de corriente externa, también es muy bajo. Las baterías se utilizan para mantener el estado operativo del cardán en caso de una falla de la red; en este caso, se encienden automáticamente.

Condiciones ambientales

Los AMP se pueden instalar directamente en el entorno operativo, eliminando por completo la necesidad de acoplamientos y dispositivos adecuados, así como barreras para aislamiento térmico. Hoy en día, los rodamientos magnéticos activos funcionan en la mayoría de los casos. varias condiciones: vacío, aire, helio, hidrocarburos, oxígeno, agua de mar y hexafluoruro de uranio, así como a temperaturas de - 253° De hasta + 450 ° CON.

3. Ventajas de los rodamientos magnéticos

• Sin contacto/sin líquido
  - sin fricción mecánica
  - sin aceite
  - aumento de la velocidad periférica
  
• Mayor confiabilidad
  - fiabilidad operativa del armario de control > 52.000 horas.
  - fiabilidad operativa de los rodamientos EM > 200.000 horas.
  - falta casi total de mantenimiento preventivo
  
• Dimensiones de turbomaquinaria más pequeñas
  - falta de sistema de lubricación
  - dimensiones más pequeñas (P = K*L*D²*N)
  - menos peso
  
• Escucha
  - carga de rodamiento
  - carga de la turbomáquina
• Parámetros ajustables
  - sistema de control de rodamiento magnético activo
  - rigidez (varía según la dinámica del rotor)
  - amortiguación (varía según la dinámica del rotor)
  
• Funcionamiento sin sellos (compresor y accionamiento en una sola carcasa)
  - rodamientos en gas de proceso
  - amplio rango de temperatura de funcionamiento
  - optimización de la dinámica del rotor acortándolo

La ventaja innegable de los rodamientos magnéticos es la ausencia total de superficies de fricción y, en consecuencia, desgaste, fricción y, lo más importante, la ausencia de desviación de área de trabajo Partículas generadas durante el funcionamiento de los rodamientos convencionales.

Los rodamientos magnéticos activos se caracterizan por su alta capacidad de carga y resistencia mecánica. Se pueden utilizar cuando altas velocidades rotación, así como en espacios sin aire y a diferentes temperaturas.

Materiales proporcionados por la empresa “S2M”, Francia ( www.s2m.fr).

PREFACIO

El elemento principal de muchas máquinas es un rotor que gira sobre cojinetes. El aumento de las velocidades de rotación y de la potencia de las máquinas rotativas con una tendencia simultánea a reducir la masa y las dimensiones plantea como prioridad el problema de aumentar la durabilidad de las unidades de rodamientos. Además, en varios ámbitos tecnología moderna Se requieren rodamientos que puedan funcionar de manera confiable en condiciones extremas: en vacío, a alta y bajas temperaturas, tecnologías ultralimpias, en ambientes agresivos etc. La creación de tales rodamientos es también un problema técnico acuciante.
La solución a estos problemas se puede lograr mejorando los rodamientos y rodamientos tradicionales. y la creación de rodamientos no tradicionales que utilizan diferentes principios físicos de funcionamiento.
Los rodamientos y rodamientos tradicionales (líquidos y gaseosos) han alcanzado actualmente un alto nivel técnico. Sin embargo, la naturaleza de los procesos que ocurren en ellos limita y, a veces, hace que sea fundamentalmente imposible utilizar estos rodamientos para lograr los objetivos mencionados anteriormente. Por tanto, las desventajas importantes de los rodamientos son la presencia de contacto mecánico entre las partes móviles y estacionarias y la necesidad de lubricar las pistas de rodadura. En los cojinetes deslizantes no existe contacto mecánico, sino un sistema de contactos periódicos. lubricante para crear una capa lubricante y sellar esta capa. Es obvio que mejorar las unidades de sellado sólo puede reducir, pero no eliminar por completo, la penetración mutua del lubricante y ambiente externo.
Los rodamientos que utilizan campos magnéticos y eléctricos para crear reacciones en el soporte no presentan estas desventajas. Entre ellos, los de mayor interés práctico son los cojinetes magnéticos activos (AMP). El funcionamiento del AMS se basa en el conocido principio de suspensión magnética activa de un cuerpo ferromagnético: la estabilización del cuerpo en una posición determinada está determinada por las fuerzas de atracción magnética que actúan sobre el cuerpo desde electroimanes controlados. Las corrientes en los devanados de los electroimanes se forman mediante un sistema de control automático que consta de sensores de movimiento corporal, un controlador electrónico y amplificadores de potencia alimentados desde una fuente externa. energía eléctrica.
Primeros ejemplos uso práctico activo suspensiones magnéticas en instrumentos de medida se remontan a los años 40 del siglo XX. Están asociados con los nombres de D. Beams y D. Hriesinger (EE.UU.) y O. G. Katsnelson y A. S. Edelstein (URSS). El primer cojinete magnético activo fue propuesto y estudiado experimentalmente en 1960 por R. Sixsmith (EE.UU.). Ancho aplicación práctica La AMS en nuestro país y en el exterior se inició a principios de los años 70 del siglo XX.
La ausencia de contacto mecánico y la necesidad de lubricación en los AMP los hace muy prometedores en muchos campos de la tecnología. Se trata, en primer lugar, de turbinas y bombas de vacío y tecnología criogénica; máquinas para tecnologías ultralimpias y para trabajar en ambientes agresivos; máquinas e instrumentos para instalaciones nucleares y espaciales; horóscopos; dispositivos de almacenamiento de energía inercial; así como productos para la ingeniería mecánica en general y la fabricación de instrumentos: husillos de rectificado y fresado de alta velocidad, máquinas textiles. centrífugas, turbinas, máquinas equilibradoras, soportes vibratorios, robots, máquinas de precisión instrumentos de medida etc.
Sin embargo, a pesar de estos éxitos, las AMJI se están implementando mucho más lentamente de lo esperado según las predicciones hechas a principios de los años setenta. En primer lugar, esto se explica por la lenta aceptación de las innovaciones por parte de la industria, incluido AMP. Como cualquier innovación, para tener demanda, los AMP deben popularizarse.
Desgraciadamente, en el momento de escribir estas líneas sólo hay un libro dedicado a los rodamientos magnéticos activos: G. Schweitzer. N. Bleulerand A. Traxler “Active Magnetic Bearings”, ETH Zurich, 1994, 244 p., publicado en inglés y alemán. De pequeño volumen, este libro está dirigido principalmente al lector que está dando los primeros pasos para comprender los problemas que surgen al crear un AMP. Haciendo exigencias muy modestas a los conocimientos de ingeniería y matemáticas del lector, los autores organizan las ideas y conceptos principales en una secuencia tan reflexiva que permite a un principiante ponerse al día fácilmente y dominar conceptualmente una nueva área. Sin duda, este libro es un fenómeno notable y difícilmente se puede sobreestimar su papel divulgador.
El lector puede preguntarse si valía la pena escribir una verdadera monografía y no limitarnos a la traducción al ruso del libro citado anteriormente. En primer lugar, a partir de 1992 me invitaron a dar conferencias sobre AMS en universidades rusas. Finlandia y Suecia. De estas conferencias surgió un libro. En segundo lugar, muchos de mis colegas expresaron su deseo de recibir un libro sobre LMP, escrito para desarrolladores de máquinas con AMP. En tercer lugar, también me di cuenta de que muchos ingenieros que no se especializan en el campo de AMP necesitan un libro que explore un objeto de control como un electroimán.
El propósito de este libro es dotar a los ingenieros de técnicas modelado matemático, síntesis y análisis de AMP y contribuir así a despertar el interés en este nuevo campo de la tecnología. No tengo ninguna duda de que el libro también será útil para estudiantes de muchas especialidades técnicas, especialmente durante los trabajos de curso y el diseño de diplomas. Al escribir el libro, me basé en 20 años de experiencia en el campo de AMP como director científico del laboratorio de investigación de soportes magnéticos del Instituto Politécnico de Pskov del Estado de San Petersburgo. universidad tecnica.
El libro contiene 10 capítulos. El capítulo 1 da breve descripción todos tipos posibles suspensiones electromagnéticas, cuyo objetivo es ampliar los horizontes del lector. El Capítulo 2, dirigido a usuarios de AMP, presenta al lector la tecnología de los rodamientos magnéticos activos: la historia del desarrollo, los diseños, las características, los problemas de desarrollo y varios ejemplos de aplicaciones prácticas. Los capítulos 3 y 4 proporcionan una metodología para calcular circuitos magnéticos de rodamientos. Un electroimán como objeto de control se estudia en el Capítulo 5. En el Capítulo 6, se resuelven los problemas de síntesis del controlador y análisis de la dinámica de una suspensión magnética de potencia única. Este es un capítulo sobre cómo controlar el cardán y qué puede impedirle alcanzar las cualidades dinámicas requeridas. El lugar central lo ocupa el Capítulo 7, que examina los problemas de controlar la suspensión de un rotor rígido con cinco grados de libertad, examina la interacción de la suspensión y el motor de accionamiento y también aborda la cuestión de la creación de rotores sin soporte. maquinas electricas. El efecto de las deformaciones por flexión elástica del rotor sobre la dinámica del cardán se analiza en el Capítulo 8. El Capítulo 9 está dedicado al control digital del cardán. El último capítulo 10 examina una serie de aspectos dinámicos asociados con la implementación de soportes de rotor en AMP.
Con respecto a la lista de referencias al final del libro, no he intentado incluir todos los artículos históricamente notables sobre AMP, y pido disculpas a aquellos investigadores cuyas contribuciones a este campo no se mencionan.
Dado que la gama de problemas es muy amplia, resultó imposible mantener un sistema simbolos a lo largo del libro. Sin embargo, cada capítulo utiliza una notación consistente.
Agradezco a mis profesores, los profesores David Rakhmilevich Merknn y Anatoly Saulovnch Kelzon, que contribuyeron en gran medida a la aparición de este libro. Me gustaría agradecer a mis colegas del laboratorio de soportes magnéticos y de la universidad, especialmente a Fedor Georgievich Kochevin, Mikhail Vadimovich Afanasyev. Valentin Vasilievich Andreen, Sergei Vladimirovich Smirnov, Sergei Gennadievich Stebikhov e Igor Ivanovich Morozov, gracias a cuyos esfuerzos se crearon muchas máquinas con AMP. También me resultaron útiles las conversaciones y el trabajo conjunto con el profesor Kamil Shamsuddnovich Khodzhaen y los profesores asociados Vladimir Aleksandrovich Andreev, Valery Georgievich Bogov y Vyacheslav Grigorievich Matsevich. También me gustaría agradecer la contribución de los estudiantes de posgrado y estudiantes de posgrado que trabajaron conmigo con gran entusiasmo en el campo de AMP: estos son Grigory Mikhailovich Kraizman, Nikolai Vadimovich Khmylko, Arkady Grigorievich Khrostitsky, Nikolai Mikhailovich Ilyin, Alexander Mikhailovich Vetlntsyn y Pavel. Vasilievich Kiselev. Merece especial mención la asistencia técnica brindada por Elena Vladimirovna Zhuravleva y Andrei Semenovich Leontiev en la preparación del manuscrito para su publicación.
Me gustaría agradecer a la Compañía de Ingeniería de Pskov y al Instituto Politécnico de Pskov por su ayuda para financiar la publicación del libro.

En una variedad de productos electromecánicos y técnicos modernos, el rodamiento magnético es el componente principal que determina las características técnicas y características económicas y aumenta el período operativo sin problemas. En comparación con los rodamientos tradicionales, los rodamientos magnéticos eliminan por completo la fuerza de fricción entre las partes estacionarias y móviles. La presencia de esta propiedad permite implementar mayores velocidades en los diseños. sistemas magnéticos. Los cojinetes magnéticos están hechos de materiales superconductores de alta temperatura, que afectan racionalmente sus propiedades. Estas propiedades incluyen una reducción significativa en los costos de diseños de modelos sistemas de refrigeración y similares parámetro importante, como mantenimiento a largo plazo de un rodamiento magnético en condiciones de funcionamiento.

Principio de funcionamiento de las suspensiones magnéticas.

El principio de funcionamiento de las suspensiones magnéticas se basa en el uso de levitación libre, que se crea mediante movimientos magnéticos y campos electricos. Un eje giratorio que utiliza tales suspensiones, sin el uso de contacto físico, queda literalmente suspendido en un poderoso campo magnético. Sus revoluciones relativas transcurren sin fricción ni desgaste, consiguiendo máxima confiabilidad. El componente fundamental de una suspensión magnética es el sistema magnético. Su objetivo principal es crear un campo magnético de la forma requerida, proporcionando las características de tracción requeridas en área de trabajo con un cierto control del desplazamiento del rotor y la rigidez del propio rodamiento. Estos parámetros de los rodamientos magnéticos dependen directamente del diseño del sistema magnético, que debe desarrollarse y calcularse en función de su peso y tamaño componente: un costoso sistema de enfriamiento criogénico. De qué es capaz el campo electromagnético de las suspensiones magnéticas se puede ver claramente en el funcionamiento del juguete infantil Levitron. En la práctica, existen nueve tipos de suspensiones magnéticas y eléctricas, que se diferencian por su principio de funcionamiento:

• suspensiones magnéticas e hidrodinámicas;
• suspensiones trabajando en imanes permanentes;
• cojinetes magnéticos activos;
• perchas acondicionadoras;
• LC - tipos resonantes de suspensiones;
• rodamientos de inducción;
• tipos diamagnéticos de suspensiones;
• cojinetes superconductores;
• suspensiones electrostáticas.

Si probamos todos estos tipos de suspensiones en términos de popularidad, entonces, en la realidad actual, los cojinetes magnéticos activos (AMP) han tomado la posición de liderazgo. En apariencia, representan un sistema de dispositivo mecatrónico en el que el estado estable del rotor se logra mediante las fuerzas de atracción magnética presentes. Estas fuerzas actúan sobre el rotor desde el lado de los electroimanes, corriente eléctrica en el que se ajusta mediante un sistema de control automático basado en señales de sensores de la unidad de control electrónico. Estas unidades de control pueden utilizar un sistema de procesamiento de señales analógico tradicional o un sistema de procesamiento de señales digital más innovador. Los rodamientos magnéticos activos tienen excelentes características dinámicas, confiabilidad y alta eficiencia. Características únicas Los rodamientos magnéticos activos contribuyen a su adopción generalizada. Los AMP se utilizan eficazmente, por ejemplo, en los siguientes equipos:
- unidades de turbinas de gas;
- sistemas de rotores de alta velocidad;
- motores eléctricos;
- turboexpansores;
- dispositivos de almacenamiento de energía inercial, etc.
Actualmente, los rodamientos magnéticos activos requieren una fuente de corriente externa y equipos de control costosos y complejos. Por el momento, los desarrolladores de AMP están llevando a cabo trabajo activo para crear un tipo pasivo de rodamientos magnéticos.