Магниттік подшипниктер немесе жанаспайтын суспензиялар туралы айтатын болсақ, олардың керемет қасиеттерін атап өтуге болмайды: майлаудың қажеті жоқ, ысқылау бөліктері жоқ, сондықтан үйкеліс жоғалмайды, діріл деңгейі өте төмен, салыстырмалы жылдамдықтың төмендігі, қуатты аз тұтыну, автоматты мойынтіректердің жағдайын бақылау және бақылау жүйесі, тығыздау қабілеті.

Барлық осы артықшылықтар магнитті мойынтіректерді жасайды ең жақсы шешімдеркөптеген қолданбалар үшін: үшін газ турбиналары, криогендік жабдық үшін, жоғары жылдамдықты электр генераторларында, үшін вакуумдық құрылғылар, механикалық жоғалтулардың, кедергілердің және қателердің болмауы маңызды болып табылатын жоғары дәлдікті және жоғары жылдамдықты (шамамен 100 000 айн / мин) қоса алғанда, әртүрлі машиналар мен басқа жабдықтар үшін.

Негізінен магнитті подшипниктер екі түрге бөлінеді: пассивті және белсенді магниттік мойынтіректер. Пассивті магниттік мойынтіректер шығарылады, бірақ бұл тәсіл идеалдан алыс, сондықтан ол өте сирек қолданылады. Неғұрлым икемді және кеңірек техникалық мүмкіндіктермагнит өрісі пайда болатын белсенді мойынтіректермен ашық айнымалы токтарөзектердің орамдарында.

Байланыссыз магниттік подшипник қалай жұмыс істейді?

Белсенді магнитті суспензияның немесе подшипниктің жұмысы электромагниттік левитация принципіне негізделген - электр және магнит өрістерін пайдаланып левитация. Мұнда мойынтіректегі біліктің айналуы беттердің бір-бірімен физикалық жанасуынсыз жүреді. Дәл осы себепті майлау толығымен жойылады, бірақ механикалық тозу дегенмен жоқ. Бұл машиналардың сенімділігі мен тиімділігін арттырады.

Сарапшылар сонымен қатар ротор білігінің жағдайын бақылаудың маңыздылығын атап өтеді. Сенсорлық жүйе біліктің орнын үздіксіз бақылайды және жүйеге сигналдар жібереді автоматты басқаруорналастыруды реттеу арқылы дәл орналастыру үшін магнит өрісістатор, - біліктің қалаған жағындағы тартылыс күші ток күшін реттеу арқылы күшейтіледі немесе әлсірейді. статор орамдарыбелсенді подшипниктер.

Екі конустық белсенді подшипниктер немесе екі радиалды және бір осьтік белсенді мойынтіректер роторды ауада жанасусыз тікелей ілулі тұруға мүмкіндік береді. Гимбалды басқару жүйесі үздіксіз жұмыс істейді және сандық немесе аналогты болуы мүмкін. Бұл жоғары ұстау беріктігін, жоғары жүк сыйымдылығын және реттелетін қаттылық пен соққыны сіңіруді қамтамасыз етеді. Бұл технологияподшипниктер төмен және жұмыс істеуге мүмкіндік береді жоғары температуралар, вакуумда, жоғары жылдамдықта және стерильділік талаптарының жоғарылауы жағдайында.

Жоғарыда айтылғандардан белсенді магнитті суспензия жүйесінің негізгі бөліктері: магниттік тірек және автоматты жүйе электрондық бақылау. Электромагниттер роторға үнемі әсер етеді әртүрлі жақтары, және олардың әрекеті электронды басқару жүйесіне бағынады.

Радиалды магниттік подшипниктің роторы ферромагниттік пластиналармен жабдықталған, оларға статор катушкаларынан ұстайтын магнит өрісі әсер етеді, нәтижесінде ротор статордың ортасында оған жанаспастан ілінеді. Индуктивті сенсорлар ротордың орнын үнемі бақылайды. Кез келген ауытқу дұрыс позицияконтроллерге жіберілетін сигналдың пайда болуына әкеледі, осылайша ол өз кезегінде роторды қажетті күйге қайтарады. Радиалды саңылау 0,5-тен 1 мм-ге дейін болуы мүмкін.

Магниттік мойынтірек те дәл осылай жұмыс істейді. Тарту дискінің білігіне сақина тәрізді электромагниттер бекітілген. Электромагниттер статорда орналасқан. Осьтік сенсорлар біліктің ұштарында орналасқан.

Станоктың роторын оның тоқтауы кезінде немесе ұстау жүйесі істен шыққан кезде сенімді ұстау үшін олар мен білік арасындағы саңылау магниттік саңылаудың жартысына тең болатындай етіп бекітілген сақтандырғыш шарикті подшипниктер қолданылады. подшипник.

Жүйе автоматты реттеушкафта орналасқан және ротордың позициясының сенсорларының сигналдарына сәйкес электромагниттер арқылы өтетін токтың дұрыс модуляциясына жауап береді. Күшейткіштердің қуаты электромагниттердің максималды күшіне, ауа саңылауының өлшеміне және ротордың жағдайының өзгеруіне жүйенің реакция уақытына байланысты.

Байланыссыз магнитті подшипниктердің мүмкіндіктері

Радиалды магниттік подшипниктегі ротордың максималды мүмкін айналу жылдамдығы ферромагниттік ротор тақталарының орталықтан тепкіш күшке қарсы тұру қабілетімен ғана шектеледі. Әдетте шеткі жылдамдық шегі 200 м/с құрайды, ал осьтік магниттік мойынтіректер үшін шек итергіш құйма болаттың беріктігімен шектеледі - кәдімгі материалдармен 350 м/с.

Бұл сонымен қатар қолданылатын ферромагнетиктерге байланысты. максималды жүктемеподшипник статорының тиісті диаметрі мен ұзындығының мойынтіректері төтеп бере алады. Стандартты материалдар үшін максималды қысым 0,9 Н/см2 құрайды, бұл кәдімгі контактілі мойынтіректерге қарағанда аз, алайда жүктемедегі жоғалту білік диаметрінің ұлғаюымен жоғары перифериялық жылдамдықпен өтелуі мүмкін.

Белсенді магниттік подшипниктің энергия тұтынуы өте жоғары емес. Мойынтіректегі ең үлкен шығындар құйынды токтардың әсерінен болады, бірақ бұл машиналарда кәдімгі мойынтіректерді пайдалану кезінде жұмсалатын энергиядан ондаған есе аз. Муфталар, жылу тосқауылдары және басқа құрылғылар жойылды, подшипниктер вакуум, гелий, оттегі, теңіз суы және т.б. жағдайында тиімді жұмыс істейді. Температура диапазоны -253 ° C-тан + 450 ° C-қа дейін.

Магниттік подшипниктердің салыстырмалы кемшіліктері

Сонымен қатар, магниттік мойынтіректердің де кемшіліктері бар.

Ең алдымен, ең көп дегенде екі істен шығуға төтеп бере алатын қосалқы қауіпсіздік роликті мойынтіректерді пайдалану қажеттілігі туындайды, содан кейін оларды жаңасына ауыстыру қажет.

Екіншіден, автоматты басқару жүйесінің күрделілігі, егер ол сәтсіз болса, күрделі жөндеуді қажет етеді.

Үшіншіден, мойынтірек статорының орамасының температурасы жоғары токтарартады - орамдар қызады және олар жеке салқындатуды қажет етеді, жақсырақ сұйықтық.

Соңында, материалды тұтыну контактісіз подшипникжоғары болып шығады, өйткені жеткілікті магниттік күшті ұстап тұру үшін мойынтірек бетінің ауданы кең болуы керек - подшипник статорының өзегі үлкен және ауыр болып шығады. Плюс магниттік қанығу құбылысы.

Бірақ, көрінетін кемшіліктерге қарамастан, магниттік подшипниктер қазірдің өзінде кеңінен қолданылады, соның ішінде оптикалық жүйелержоғары дәлдік және лазерлік қондырғылар. Қалай болғанда да, өткен ғасырдың ортасынан бастап магниттік подшипниктер үнемі жетілдіріле бастады.

Магниттердің металдарды тартуға бейім екенін бәрі біледі. Сондай-ақ, бір магнит екіншісін тарта алады. Бірақ олардың арасындағы өзара әрекеттесу тартылумен шектелмейді, олар бір-бірін кері қайтара алады; Магниттің полюстері - полюстерден айырмашылығы, полюстер тартылады, полюстер тебіледі. Бұл қасиет барлық электр қозғалтқыштарының негізі болып табылады және өте күшті.

Магниттің үстінде орналасқан (соған ұқсас полюсі бар) зат кеңістікте қалықтағанда, магнит өрісінің әсерінен левитация сияқты нәрсе де бар. Бұл әсер магниттік подшипник деп аталатын тәжірибеде жүзеге асырылды.

Магниттік подшипник дегеніміз не

Құрылғы электромагниттік түрі, магнит ағынының күштерімен қозғалмайтын бөлікте (статорда) айналмалы біліктің (ротордың) тіреуі магниттік мойынтірек деп аталады. Механизм жұмыс істеп тұрған кезде оған әсер етеді физикалық күш, осьті жылжытуға бейім. Оларды жеңу үшін магниттік подшипник жүктемені бақылайтын және магнит ағынының күшін бақылау үшін сигнал жіберетін басқару жүйесімен жабдықталған. Магниттер, өз кезегінде, роторға күшті немесе әлсіз күш түсіріп, оны орталық күйде ұстайды.

Магниттік подшипник табылды кең қолдануөнеркәсіпте. Бұл негізінен қуатты турбомашиналар. Үйкелістің болмауына байланысты және, тиісінше, пайдалану қажеттілігі жағар майлар, машиналардың сенімділігі бірнеше есе артады. Компоненттерде іс жүзінде тозу жоқ. Динамикалық сипаттамалардың сапасы да жақсарып, тиімділігі артады.

Белсенді магнитті подшипниктер

Подшипник магнитті, қайда күш өрісіэлектромагниттердің көмегімен жасалған белсенді деп аталады. Позиция электромагниттері мойынтірек статорында орналасқан, ротор металл білікпен ұсынылған. Біліктің қондырғыда ұсталуын қамтамасыз ететін бүкіл жүйе белсенді магнитті суспензия (АМП) деп аталады. Оның бар күрделі құрылымжәне екі бөліктен тұрады:

• мойынтірек блогы;
• электрондық басқару жүйелері.

AMP негізгі элементтері

• Радиалды подшипник. Статорда электромагниттері бар құрылғы. Олар роторды ұстайды. Роторда арнайы ферромагниттік пластиналар бар. Ротор ортаңғы нүктеде ілулі тұрғанда, статормен байланыс болмайды. Индуктивті датчиктер кеңістіктегі ротор позициясының номиналдыдан шамалы ауытқуын бақылайды. Олардан келетін сигналдар жүйедегі тепе-теңдікті қалпына келтіру үшін бір немесе басқа нүктеде магниттердің күшін басқарады. Радиалды саңылау 0,50-1,00 мм, осьтік саңылау 0,60-1,80 мм.

• Магнит радиалды сияқты жұмыс істейді. Ротор білігіне тартқыш диск бекітілген, оның екі жағында статорға орнатылған электромагниттер бар.
• Қауіпсіздік мойынтіректері құрылғы өшірілгенде немесе төтенше жағдайларда роторды ұстауға арналған. Жұмыс кезінде қосалқы магниттік мойынтіректер пайдаланылмайды. Олардың және ротор білігінің арасындағы саңылау магниттік мойынтіректің жартысын құрайды. Қауіпсіздік элементтері шар құрылғылары немесе негізінде жиналады
• Басқару электроникасына ротор білігінің орналасу сенсорлары, түрлендіргіштер және күшейткіштер кіреді. Бүкіл жүйе әрбір жеке электромагниттік модульдегі магнит ағынын реттеу принципі бойынша жұмыс істейді.

Пассивті магниттік подшипниктер

Тұрақты магнитті магниттік мойынтіректер - бұл басқару тізбегін пайдаланбайтын ротор білігін ұстау жүйелері кері байланыс. Левитация тек жоғары энергиялы тұрақты магниттердің күштері есебінен жүзеге асырылады.

Мұндай суспензияның кемшілігі - үйкелістің пайда болуына және жүйенің сенімділігін төмендетуге әкелетін механикалық тоқтатуды пайдалану қажеттілігі. Техникалық мағынада магниттік тоқтату бұл схемада әлі іске асырылған жоқ. Сондықтан іс жүзінде пассивті подшипниксирек қолданылады. Патенттелген модель бар, мысалы, Николаев суспензиясы, ол әлі қайталанбаған.

Доңғалақ подшипникіндегі магниттік таспа

«Магниттік» термині кеңінен қолданылатын ASB жүйесіне қатысты заманауи машиналар. ASB мойынтіректерінің айырмашылығы, оның ішінде доңғалақ жылдамдығының сенсоры орнатылған. Бұл сенсор белсенді құрылғы, мойынтіректің тығыздағышына ендірілген. Ол магниттік ағынның өзгеруін оқитын элементтің полюстері кезектесіп тұратын магниттік сақина негізінде салынған.

Мойынтіректің айналуы кезінде магниттік сақина тудыратын магнит өрісінде тұрақты өзгеріс болады. Сенсор бұл өзгерісті тіркеп, сигнал жасайды. Содан кейін сигнал микропроцессорға түседі. Оның арқасында ABS және ESP сияқты жүйелер жұмыс істейді. Олар қазірдің өзінде көліктің жұмысын жөндеп жатыр. ESP электронды тұрақтандыруға жауап береді, ABS дөңгелектің айналуын реттейді, жүйедегі қысым деңгейі тежегішті басқарады. Ол рульдік жүйенің жұмысын, бүйірлік жеделдетуді бақылайды, сондай-ақ беріліс қорабы мен қозғалтқыштың жұмысын реттейді.

ASB подшипниктерінің басты артықшылығы - айналу жылдамдығын өте төмен жылдамдықта да басқару мүмкіндігі. Бұл ретте хабтың салмағы мен өлшемдері жақсарып, мойынтіректерді орнату жеңілдетілген.

Магниттік подшипникті қалай жасауға болады

Өз қолыңызбен қарапайым магниттік мойынтіректерді жасау қиын емес. Бұл практикалық қолдануға жарамайды, бірақ ол магниттік күштің мүмкіндіктерін анық көрсетеді. Мұны істеу үшін сізге диаметрі бірдей төрт неодим магниті, диаметрі сәл кішірек екі магнит, білік, мысалы, пластикалық түтіктің бір бөлігі және тоқтау, мысалы, жарты литрлік шыны банк қажет болады. Кішірек диаметрлі магниттер түтіктің ұштарына ыстық желім арқылы бекітіледі, осылайша ол катушкаға ұқсайды. Осы магниттердің бірінің ортасында сыртқы жағынан желімделген пластикалық шар. Бірдей полюстер сыртқа қарап тұруы керек. Бірдей полюстері жоғары қаратылған төрт магнит түтік сегментінің ұзындығынан қашықтықта жұппен орналастырылған. Ротор жатқан магниттердің үстіне және пластмасса шар желімделген жағында орналастырылған, оны пластикалық банкамен бекітеді. Енді магниттік подшипник дайын.

Қазіргі заманғы электромеханикалық бұйымдар мен техникалық өнімдердің әртүрлілігінде магниттік подшипник техникалық және экономикалық сипаттамаларжәне ақаусыз жұмыс мерзімін ұзартады. Дәстүрлі мойынтіректермен салыстырғанда магнитті мойынтіректер қозғалмайтын және қозғалатын бөліктер арасындағы үйкеліс күшін толығымен жояды. Бұл қасиеттің болуы конструкцияларда жоғары жылдамдықты енгізуге мүмкіндік береді магниттік жүйелер. Магниттік подшипниктер жоғары температуралы асқын өткізгіш материалдардан жасалған, олардың қасиеттеріне ұтымды әсер етеді. Бұл қасиеттерге шығындардың айтарлықтай төмендеуі кіреді үлгілік дизайнсалқындату жүйелері және т.б маңызды параметр, магнитті подшипникті жұмыс жағдайында ұзақ уақыт ұстау ретінде.

Магниттік суспензиялардың жұмыс принципі

Магниттік суспензиялардың жұмыс принципі магниттік және электр өрістері. Мұндай суспензияларды қолданатын айналмалы білік, физикалық жанасусыз, в сөзбе-сөзкүшті магнит өрісінде ілінген. Оның салыстырмалы жылдамдықтары үйкеліссіз және тозусыз өтеді және ең жоғары сенімділікке қол жеткізіледі. Магниттік суспензияның негізгі компоненті магниттік жүйе болып табылады. Оның негізгі мақсаты - қажетті тартым сипаттамаларын қамтамасыз ететін қажетті пішіндегі магнит өрісін жасау жұмыс аймағыротордың белгілі бір басқару орын ауыстыруында және мойынтіректің қаттылығында. Магниттік мойынтіректердің мұндай параметрлері магниттік жүйенің дизайнына тікелей байланысты, оны оның негізінде әзірлеу және есептеу керек. салмағы мен өлшемікомпонент - қымбат криогенді салқындату жүйесі. Магниттік суспензиялардың электромагниттік өрісі неге қабілетті екенін Levitron балалар ойыншығының жұмысынан анық көруге болады. Тәжірибеде магниттік және электрлік суспензиялардың жұмыс принципі бойынша әр түрлі тоғыз түрі бар:

• магниттік және гидродинамикалық суспензиялар;
• тұрақты магниттерде жұмыс істейтін суспензиялар;
• белсенді магнитті подшипниктер;
• кондиционер ілгіштері;
• LC - суспензиялардың резонанстық түрлері;
• индукциялық подшипниктер;
• суспензиялардың диамагниттік түрлері;
• асқын өткізгіш подшипниктер;
• электростатикалық суспензиялар.

Егер біз осы суспензиялардың барлық түрлерін танымалдық тұрғысынан сынайтын болсақ, онда қазіргі шындықта белсенді магниттік мойынтіректер (AMP) жетекші орынға ие болды. Сыртқы көріністе олар ротордың тұрақты күйіне магниттік тартылыс күштері арқылы қол жеткізілетін мехатрондық құрылғы жүйесін білдіреді. Бұл күштер роторға электромагниттердің жағынан әсер етеді, электр тогыонда ол электронды басқару блогының сенсорлық сигналдарына негізделген автоматты басқару жүйесі арқылы реттеледі. Мұндай басқару блоктары дәстүрлі аналогты немесе анағұрлым инновациялық цифрлық сигналды өңдеу жүйесін пайдалана алады. Белсенді магниттік мойынтіректердің керемет динамикалық сипаттамалары, сенімділігі және жоғары тиімділік. Бірегей мүмкіндіктербелсенді магниттік подшипниктер олардың кең таралуына ықпал етеді. AMP тиімді қолданылады, мысалы, келесі жабдықта:
- газтурбиналық қондырғылар;
- жоғары жылдамдықты роторлы жүйелер;
- электр қозғалтқыштары;
- турбокеңейткіштер;
- инерциялық энергияны сақтау құрылғылары және т.б.
Қазіргі уақытта белсенді магниттік подшипниктер сыртқы ток көзін және қымбат және күрделі басқару жабдығын қажет етеді. Қосулы қазір AMP әзірлеушілері жүргізеді белсенді жұмысмагниттік подшипниктердің пассивті түрін жасау.

Магниттік подшипник, мойынтіректер тобының басқа механизмдері сияқты, айналмалы білікке тірек ретінде қызмет етеді.Бірақ кәдімгі домалау және сырғанау подшипниктерінен айырмашылығы, білікке қосылу механикалық түрде жанаспайды, яғни левитация принципі қолданылады.

Жіктелуі және жұмыс істеу принципі

Левитация принципін қолдана отырып, айналмалы білік қуатты магнит өрісінде жүзеді. Ол біліктің қозғалысын басқаруға және магниттік қондырғының жұмысын үйлестіруге мүмкіндік береді күрделі жүйежүйенің күйін үнемі бақылайтын және қажетті басқару сигналдарын беретін, бір жағынан немесе басқа жағынан тартылу күшін өзгертетін сенсорлар.

Магниттік подшипниктер екі үлкен топқа бөлінеді - белсенді және пассивті. Төменде подшипниктердің әр түрінің дизайны туралы толығырақ.

1. Белсенді магнитті подшипниктер.

Оларды белсенді магнитті суспензиялар деп те атайды. Жоғарыда айтылғандай, олар екі бөліктен тұрады - подшипниктің өзі, сондай-ақ электрондық магнит өрісін басқару жүйесі.

1, 3 – күштік катушкалар; 2 - білік Радиалды және итеру механизмдері бар (олар қабылдайтын жүктеме түріне негізделген), бірақ олардың жұмыс принципі бірдей. Ферромагниттік блоктармен модификацияланған арнайы ротор қолданылады (тұрақты білік жұмыс істемейді). Бұл ротор статорда орналасқан электромагниттік катушкалар арқылы жасалған магнит өрісінде, яғни сақинаны құрайтын біліктің айналасында 360 градусқа «ілулі тұрады».

Ротор мен статор арасында ауа саңылауы қалыптасады, бұл бөлшектердің ең аз үйкеліспен айналуына мүмкіндік береді.

Көрсетілген механизм арнайы электронды жүйемен басқарылады, ол сенсорларды пайдалана отырып, ротордың катушкаларға қатысты жағдайын үнемі бақылайды және ең аз орын ауыстыру кезінде тиісті катушкаға басқару тогын береді. Бұл роторды бір қалыпта ұстауға мүмкіндік береді.

Мұндай жүйелерді есептеуді қосымша құжаттамада толығырақ зерделеуге болады.

1. Пассивті магниттік подшипниктер.

Белсенді магнитті суспензиялар өнеркәсіпте кеңінен қолданылады, ал пассивті жүйелер әлі де әзірленуде және сынақтан өтуде. Атауынан көрініп тұрғандай, негізгі айырмашылық - белсенді элементтердің болмауы, яғни тұрақты магниттер қолданылады. Бірақ бірнеше тұрақты магниттер жүйесі өте тұрақсыз, сондықтан практикалық қолданумұндай жүйелер әлі де күмәнді.

Төмендегі диаграмма пассивті механикалық суспензиялардың жұмыс принципін шамамен көрсетеді. Ротор жабдықталғантұрақты магнит

ротордың айналасындағы сақинада орналасқан статормен бірдей. Бір аттас полюстер радиалды бағытта бір-біріне жақын орналасқан, бұл біліктің көтерілу әсерін тудырады. Сіз тіпті осындай жүйені өз қолыңызбен жинай аласыз.

Артықшылықтары

Бұдан шығатыны, мұндай мойынтіректер өте берік, яғни олардың тозуға төзімділігі жоғарылаған. Сондай-ақ, механизмнің дизайны оны пайдалануға мүмкіндік береді агрессивті орталар– жоғары/төмен температура, агрессивті ауа ортасы. Сондықтан бәрі депутат табады көбірек қолдануғарыш өнеркәсібінде.

Кемшіліктер

Өкінішке орай, жүйеде де бар үлкен санкемшіліктер. Оларға мыналар жатады:

• Белсенді гимбалдарды басқару қиын. Күрделі, қымбат электронды гимбалды басқару жүйесі қажет. Оны пайдалану тек «қымбат» салаларда - ғарыш және әскери салаларда ғана ақталуы мүмкін.
• Сақтандыру подшипниктерін пайдалану қажеттілігі. Токтың кенеттен үзілуі немесе магниттік катушканың істен шығуы бүкіл әлем үшін апатты салдарға әкелуі мүмкін. механикалық жүйе. Сондықтан сақтандыру үшін магнитті мойынтіректермен бірге механикалық подшипниктер де қолданылады. Егер негізгілері сәтсіздікке ұшыраса, олар жүктемені өз мойнына алады және ауыр зақымдануды болдырмайды.
• Катушкалар орамдарын қыздыру. Магниттік өрісті тудыратын токтың өтуіне байланысты катушкалардың орамы қызады, бұл жиі қолайсыз фактор болып табылады. Сондықтан арнайы салқындату қондырғыларын пайдалану қажет, бұл гимбалды пайдалану құнын одан әрі арттырады.

Қолданбалар

Кез келген температурада, вакуум және майлаудың жетіспеушілігі жағдайында жұмыс істеу мүмкіндігі суспензияларды ғарыш өнеркәсібінде және мұнай өңдеу өнеркәсібінің станоктарында қолдануға мүмкіндік береді. Олар сондай-ақ уранды байыту үшін газды центрифугаларда қолдануды тапты. Әртүрлі электр станциялары маглевті генерациялау қондырғыларында да пайдаланады.

Төменде бірнеше қызықты бейнелертақырып бойынша.

Назар аударыңыз!!!

Сізде JavaScript және Cookie файлдары өшірілген!

Сайт дұрыс жұмыс істеуі үшін оларды қосу керек!

Белсенді магнитті подшипниктер

Белсенді магниттік подшипниктер (AMP)
(S2M Société de Mécanique Magnétique SA компаниясы шығарған, 2, rue des Champs, F-27950 Сент-Марсель, Франция)

Белсенді магниттік мойынтіректерді қолданудың негізгі бағыттары турбомашиналар құрамына кіреді. Компрессорлар мен турбокеңейткіштерде майдың болмауы тұжырымдамасы қол жеткізуге мүмкіндік береді ең жоғары сенімділіксондай-ақ машина бөлшектерінің тозуының болмауына байланысты. Белсенді магнитті подшипниктер (АМБ) көптеген салаларда жиі қолданылады. Динамикалық сипаттамаларды жақсарту, сенімділік пен тиімділікті арттыру үшін жанаспайтын белсенді магниттік подшипниктер қолданылады.

Магниттік мойынтіректердің жұмыс принципі магнит өрісіндегі левитация әсеріне негізделген. Мұндай мойынтіректердегі білік қуатты магнит өрісінде ілулі тұрады. Сенсорлық жүйе біліктің орнын үнемі бақылап отырады және статордың магниттеріне сигналдар жібереді, бір жағынан немесе басқа жағынан тартылыс күшін реттейді.

1 . Жалпы сипаттама AMP жүйелері

Белсенді магниттік суспензия 2 бөлек бөліктен тұрады:

Подшипник;

Электрондық басқару жүйесі

Магниттік суспензия роторды (2) тартатын электромагниттерден (қуат катушкалары 1 және 3) тұрады.

AMP компоненттері

1. Радиалды подшипник

Ферромагниттік пластиналармен жабдықталған радиалды мойынтірек роторы статорда орналасқан электромагниттермен жасалған магнит өрістері арқылы ұсталады.

Ротор орталықта, статормен байланыссыз ілулі күйде орналастырылған. Ротордың орны басқарылады индуктивті сенсорлар. Олар номиналды күйден кез келген ауытқуды анықтайды және роторды номиналды күйіне қайтару үшін электромагниттердегі токты басқаратын сигналдарды береді.

Осьтер бойымен орналастырылған 4 катушкаларВ және В , және осьтерден 45° бұрышқа ығысқан X және Y , роторды статордың ортасында ұстаңыз. Ротор мен статор арасында байланыс жоқ. Радиалды клиренс 0,5-1мм; осьтік саңылау 0,6-1,8 мм.

2. Мойынтірек

Мойынтіректер бірдей принцип бойынша жұмыс істейді. Тұрақты сақина түріндегі электромагниттер білікке орнатылған тарту дискінің екі жағында орналасқан. Электромагниттер статорға бекітілген. Тарту дискісі роторға орнатылады (мысалы, қысқарту әдісі арқылы). Осьтік позиция сенсорлары әдетте біліктің ұштарында орналасады.

3. Көмекші (сақтандыру)

подшипниктер

Көмекші мойынтіректер машина тоқтаған кезде және АМЖ басқару жүйесі істен шыққан кезде роторды қолдау үшін қолданылады. Қалыпты жұмыс кезінде бұл подшипниктер қозғалмайтын күйде қалады. Көмекші мойынтіректер мен ротор арасындағы қашықтық әдетте ауа саңылауының жартысына тең, бірақ қажет болған жағдайда оны азайтуға болады. Көмекші мойынтіректер негізінен қатты майланған шарикті мойынтіректер болып табылады, бірақ мойынтіректің басқа түрлерін, мысалы, тегіс мойынтіректерді де қолдануға болады.

4. Электрондық басқару жүйесі

Электрондық басқару жүйесі позиция сенсорларының сигнал мәндеріне байланысты электромагниттерден өтетін токты модуляциялау арқылы ротордың орнын басқарады.

5. Электрондық өңдеу жүйесі сигналдар

Позиция сенсоры жіберетін сигнал ротордың номиналды жағдайына сәйкес келетін анықтамалық сигналмен салыстырылады. Егер анықтамалық сигнал нөлге тең болса, номиналды позиция статордың ортасына сәйкес келеді. Анықтамалық сигналды өзгерткен кезде номиналды позицияны ауа аралығының жартысына жылжытуға болады. Ауытқу сигналы ротордың номиналды жағдайы мен ағымдағы жағдайы арасындағы айырмашылыққа пропорционал. Бұл сигнал процессорға беріледі, ол өз кезегінде қуат күшейткішіне түзету сигналын жібереді.

Шығу сигналының ауытқу сигналына қатынасытасымалдау функциясымен анықталады. Тасымалдау функциясы роторды номиналды күйінде мүмкіндігінше дәл ұстап тұру және бұзылулар кезінде оны осы күйге тез және тегіс қайтару үшін таңдалған. Тасымалдау функциясы магнитті суспензияның қаттылығы мен демпфирлігін анықтайды.

6. Қуат күшейткіші

Бұл құрылғы мойынтіректердің электромагниттерін роторға әсер ететін магнит өрісін құруға қажетті токпен қамтамасыз етеді. Күшейткіштердің қуаты электромагниттің максималды күшіне, ауа саңылауына және автоматты басқару жүйесінің реакция уақытына (яғни, кедергіге тап болған кезде бұл күшті өзгерту керек жылдамдыққа) байланысты. Электрондық жүйенің физикалық өлшемдері машина роторының салмағымен тікелей байланысы жоқ, олар, ең алдымен, кедергінің шамасы мен ротордың салмағы арасындағы индикатордың қатынасымен байланысты. Демек, шамалы бұзылуға ұшырайтын салыстырмалы түрде ауыр ротормен жабдықталған үлкен механизм үшін кішкене қабық жеткілікті болады. Бұл ретте үлкен кедергіге ұшырайтын механизм үлкен электрлік шкафпен жабдықталуы керек.

2. AMP кейбір сипаттамалары

Ауа аралығы

Ауа саңылауы ротор мен статор арасындағы кеңістік болып табылады. Көрсетілген алшақтық мөлшері e, диаметріне байланысты D ротор немесе мойынтірек.

Әдетте, келесі мәндер пайдаланылады:

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

Айналу жылдамдығы

Радиалды магниттік подшипниктің максималды айналу жылдамдығы тек электромагниттік ротор пластиналарының сипаттамаларына, атап айтқанда пластиналардың орталықтан тепкіш күшке қарсылығына байланысты. Стандартты кірістірулерді пайдаланған кезде 200 м/с дейінгі перифериялық жылдамдықтарға қол жеткізуге болады. Осьтік магниттік подшипниктің айналу жылдамдығы құйылған болаттан жасалған тарту дискінің кедергісімен шектеледі. Стандартты жабдықты пайдалану арқылы 350 м/с шеткі жылдамдыққа қол жеткізуге болады.

AMP жүктемесі қолданылатын ферромагниттік материалға, ротордың диаметріне және суспензия статорының бойлық ұзындығына байланысты. Жасалған AMP максималды меншікті жүктемесі стандартты материал, 0,9 Н/см². Бұл максималды жүктеме классикалық мойынтіректердің сәйкес мәндерімен салыстырғанда төмен, алайда, рұқсат етілген жоғары перифериялық жылдамдық білік диаметрін мүмкін болатын ең үлкен жанасу бетін алу үшін ұлғайтуға мүмкіндік береді, демек, классикалық мойынтіректегідей жүктеме шегін алады. оның ұзындығын ұлғайту қажетсіз.

Энергияны тұтыну

Белсенді магниттік мойынтіректердің энергия тұтынуы өте төмен. Бұл энергия шығыны гистерезис, мойынтіректегі құйынды токтар (Фуко токтары) (біліктен алынатын қуат) және электронды қабықшадағы жылу жоғалтулары нәтижесінде пайда болады. AMP салыстырмалы өлшемдегі классикалық механизмдерге қарағанда энергияны 10-100 есе аз тұтынады. Энергияны тұтыну электрондық жүйеталап ететін бақылау сыртқы көзток та өте төмен. Батареялар желі істен шыққан жағдайда гимбалдың жұмыс жағдайын сақтау үшін пайдаланылады - бұл жағдайда олар автоматты түрде қосылады.

Қоршаған орта жағдайлары

AMP-ны тікелей жұмыс ортасында орнатуға болады, бұл сәйкес муфталар мен құрылғылардың қажеттілігін, сондай-ақ жылу оқшаулау үшін кедергілерді толығымен жояды. Бүгінгі таңда белсенді магниттік подшипниктер ең көп жұмыс істейді әртүрлі жағдайлар: вакуум, ауа, гелий, көмірсутек, оттегі, теңіз суыжәне уран гексафториді, сондай-ақ - 253 температурада° + 450 дейін ° МЕН.

3. Магниттік подшипниктердің артықшылықтары

• Байланыссыз/сұйықсыз
  - механикалық үйкеліс жоқ
  - май жоқ
  - перифериялық жылдамдықтың жоғарылауы
  
• Сенімділікті арттыру
  - басқару шкафының жұмыс сенімділігі > 52 000 сағат.
  - EM подшипниктерінің жұмыс сенімділігі > 200 000 сағат.
  - профилактикалық қызмет көрсетудің толық дерлік болмауы
  
• Кіші турбомашинаның өлшемдері
  - майлау жүйесінің болмауы
  - кіші өлшемдер (P = K*L*D²*N)
  - аз салмақ
  
• Бақылау
  - көтергіш жүктеме
  - турбомашина жүктемесі
• Реттелетін параметрлер
  - белсенді магниттік подшипникті басқару жүйесі
  - қаттылық (ротордың динамикасына байланысты өзгереді)
  - демпферлік (ротордың динамикасына байланысты өзгереді)
  
• Тығыздаусыз жұмыс (компрессор мен жетек бір корпуста)
  - технологиялық газдағы подшипниктер
  - жұмыс температурасының кең диапазоны
  - ротор динамикасын қысқарту арқылы оңтайландыру

Магниттік мойынтіректердің сөзсіз артықшылығы - үйкеліс беттерінің толық болмауы, демек, тозу, үйкеліс және ең бастысы жұмыс аймағыкәдімгі мойынтіректерді пайдалану кезінде пайда болатын бөлшектер.

Белсенді магнитті подшипниктер жоғары жүк көтергіштігімен және механикалық беріктігімен сипатталады. Оларды қашан қолдануға болады жоғары жылдамдықтарайналу, сондай-ақ ауасыз кеңістікте және әртүрлі температурада.

Материалдар «S2M» компаниясы, Франция ( www.s2m.fr).