Оның жұмыс істеу принципі магнит өрісіне орналастырылған ток өткізгішке әсер ететін күшті қолдануға негізделген. Ток өткізетін өткізгіш қатты немесе сұйық болуы мүмкін. Соңғы жағдайда тіректер шақырылады

магнитогидродинамикалық өткізгіштік түрі. Ток түріне байланысты өткізгіш суспензиялар суспензияларға бөлінеді DCЖәне AC(магниттік өріс пен ток фазада болуы керек).

1.2.5-суретте көрсетілген өткізгіштік суспензия бар қарапайым дизайнжәне сонымен бірге жоғары жүк көтергіштігі бар.

1.2.5-сурет – Өткізгіштік суспензия

Өткізгіш суспензияларды қолдануды шектейтін елеулі кемшілік - ілулі денеге токтарды тікелей қоздыру қажеттілігі, бұл өз салмағының айтарлықтай өсуіне және суспензия тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Тағы бір кемшілігі - үлкен ток көзінің қажеттілігі.

Жұмыстың аз көлемі өткізгіш тіректерге арналды, бірақ кең қолдануолар әлі тапқан жоқ. Қосулы қазірөткізгіш суспензия металлургияда (таза металдарды балқыту үшін) және көлікте қолданылады.

Белсенді магнитті суспензиялар

Белсенді магнитті суспензия? басқаруға болады электромагниттік құрылғы, ол стационарлық бөлікке (статорға) қатысты станоктың (ротордың) айналмалы бөлігін берілген қалыпта ұстайды.

Белсенді магнитті суспензиялар арнайы электронды сыртқы кері байланыс блогын қажет етеді.

Белсенді магнитті суспензияның жұмыс принципін түсіндіру үшін ең қарапайымы көрсетілген 1.2.6-суретті қарастырыңыз. блок-схематоқтата тұру. Ол ілулі дененің тепе-теңдік жағдайына қатысты орын ауыстыруын өлшейтін сенсордан, өлшеу сигналын өңдейтін реттегіштен, қуат күшейткішінен тұрады. сыртқы көз, ол бұл сигналды электромагниттік орамдағы басқару тогына түрлендіреді. Бұл сигнал ферромагниттік денені ұстап тұратын және тепе-теңдік күйіне қайтаратын күштерді тудырады.

Белсенді тізбектердің айқын артықшылығы - салмақ өрісін тиімдірек басқаруға қол жеткізу және, тиісінше, қуат сипаттамаларын жақсарту. Белсенді суспензияның жүк көтергіштігі жоғары, механикалық беріктігі жоғары, қаттылық пен демпферлік ауқымы кең, шу мен діріл жоқ, ластануды өткізбейді, тозбайды, майлауды қажет етпейді және т.б. Суспензияның тұрақтылығы, сондай-ақ қажетті қаттылық пен демпферлік бақылау заңын таңдау арқылы қол жеткізіледі. Белсенді магнитті суспензияның кемшіліктері жоғары бағаны, сыртқы көзден энергияны тұтынуды, электронды басқару блогының күрделілігін және т.б.

1.2.6-сурет – Белсенді магнитті суспензия

Белсенді магнитті мойынтіректерді қолданудың маңызды бағыттары ғарыштық технология (вакуумды турбомолекулярлық сорғылар), медициналық техника, тамақ өнеркәсібі, жоғары жылдамдықты жерүсті тасымалдау және т.б.

сияқты кейбір жолдастардың бейнелерін көргеннен кейін

Мен шештім және осы тақырыпты тексеремін. Менің ойымша, бейне өте сауатсыз, сондықтан дүңгіршектерден ысқыруға әбден болады.

Менің басымдағы көптеген диаграммаларды қарап шыққаннан кейін, Белецкийдің бейнесіндегі орталық бөліктегі суспензия принципіне қарап, Левитнон ойыншығының қалай жұмыс істейтінін түсініп, мен қарапайым диаграмманы ойлап таптым. Бір осьте екі тірек шыбықтың болуы керек екені анық, масақтың өзі болаттан жасалған, ал сақиналар оське қатты бекітілген. Тұтас сақиналардың орнына шеңбердің айналасында орналасқан призма немесе цилиндр түрінде өте үлкен емес магниттерді орналастыру әбден мүмкін. Принципі әйгілі «Ливитрон» ойыншықындағыдай. тек үстіңгі жағының аударылуына жол бермейтін героскопиялық моменттің орнына оське қатты бекітілген тіректер арасында «тартуды» қолданамыз.

Төменде «Livitron» ойыншығы бар бейне

және міне, мен ұсынатын диаграмма. шын мәнінде, бұл жоғарыдағы бейнедегі ойыншық, бірақ мен айтқанымдай, оған тіреуіш ұшының аударылып кетуіне жол бермейтін нәрсе керек. Жоғарыдағы бейнеде гироскопиялық момент пайдаланылады, мен екі тірек пен олардың арасындағы аралықты қолданамын.

Мен көріп тұрғандай, осы дизайнның жұмысын ақтауға тырысайық:

магниттер итеріп кетеді, бұл әлсіз нүкте бар екенін білдіреді - ось бойымен бұл шыбықтарды тұрақтандыру керек. мұнда мен келесі идеяны қолдандым: магнит шипті өріс күші ең төмен аймаққа итеруге тырысады, өйткені шыбықтың сақинаға қарама-қарсы магниттелуі бар және магниттің өзі сақина тәрізді, мұнда жеткілікті үлкен аумақось бойымен орналасқан, кернеу периферияға қарағанда аз. сол. кернеуді бөлу магнит өрісіПішін шыныға ұқсайды - кернеу қабырғада максималды, ал осьте ең аз.

шип ось бойымен тұрақтандырылуы керек, сонымен бірге сақиналы магниттен өрістің ең төменгі күші бар аймаққа итеріледі. сол. егер бір осьте осындай екі шыбық болса және сақиналы магниттер қатты бекітілген болса, ось «қатып қалуы» керек.

өрістің күші төмен аймақта болу энергетикалық жағынан ең қолайлы болып шықты.

Интернетті шарлап, мен ұқсас дизайнды таптым:

мұнда да кернеуі төмен аймақ қалыптасады, ол магниттер арасындағы ось бойымен де орналасады және бұрыш та қолданылады. Жалпы алғанда, идеология өте ұқсас, бірақ ықшам мойынтірек туралы айтатын болсақ, жоғарыдағы опция жақсы көрінеді, бірақ арнайы пішінді магниттерді қажет етеді. сол. Схемалардың арасындағы айырмашылық мынада, мен тірек бөлігін аз кернеуі бар аймаққа сығымдаймын, ал жоғарыдағы схемада мұндай аймақтың қалыптасуының өзі осьтегі позицияны қамтамасыз етеді.
Салыстыруды анық ету үшін мен диаграммамды қайта сыздым:

олар негізінен айна бейнелері. Жалпы, бұл идея жаңа емес - олардың барлығы бір нәрсенің төңірегінде қозғалады, менде тіпті жоғарыдағы бейне авторы ұсынылған шешімдерді жай ғана іздемеген деген күдік бар.

мұнда бұл бір-біріне дерлік, егер конустық аялдамалар бір бөлік ретінде емес, композициялық - магниттік тізбек + сақиналы магнит ретінде жасалса, онда сіз менің схемамды аласыз. Мен тіпті бастапқы оңтайландырылмаған идеяны айтар едім - төмендегі сурет. тек жоғарыдағы сурет роторды «тарту» үшін жұмыс істейді, бірақ мен бастапқыда «итеруді» жоспарладым.


Әсіресе дарынды адамдар үшін бұл тоқтата тұру Эрншоу теоремасын (тыйым салу) бұзбайтынын атап өткім келеді. мәселе сонда туралы айтып отырмызБұл осьте орталықтарды қатаң бекітпей, таза магниттік суспензия туралы емес, яғни. бір ось қатаң бекітілген, ештеңе жұмыс істемейді. сол. Бұл тірек нүктесін таңдау туралы және басқа ештеңе емес.

шын мәнінде, егер сіз Белецкийдің бейнесін қарасаңыз, кейбір жерлерде шамамен бірдей өріс конфигурациясы қолданылғанын, тек соңғы жанасудың жоқ екенін көре аласыз. конустық магниттік контур екі ось бойымен «итеруді» таратады, бірақ Эрншоу үшінші осьті басқаша бекітуді бұйырды, мен дауласпадым және оны қатаң механикалық түрде бекіттім. Белецкий бұл опцияны неге қолданбағанын білмеймін. шын мәнінде, оған екі «ливитрон» қажет - тіректер оське бекітілген және мыс түтікпен шыңдарға қосылған.

Сондай-ақ, магниттік тірек сақинасына қарама-қарсы полярлығы бар магниттің орнына кез келген жеткілікті күшті диагнетикалық материалдан жасалған кеңестерді пайдалануға болатынын ескеруге болады. сол. магнит + конустық магниттік өзек комбинациясын жай диамагниттік конуспен ауыстырыңыз. оське бекіту сенімдірек болады, бірақ диамагнетиктер күшті өзара әрекеттесумен және жоғары өріс кернеулігімен сипатталмайды және оны кез келген жолмен қолдану үшін осы өрістің үлкен «көлемі» қажет. Айналу осіне қатысты өріс осьтік біркелкі болғандықтан, айналу кезінде магнит өрісіндегі өзгерістер болмайды, яғни. мұндай мойынтірек айналуға қарсылық тудырмайды.

Заттардың логикасына сәйкес, бұл принцип плазмалық суспензияға да қатысты болуы керек - патчталған «магниттік бөтелке» (корктрон), сондықтан күтіңіз және қараңыз.

Мен нәтижеге неге сонша сенімдімін? жақсы, өйткені ол бар болуы мүмкін емес :) мүмкін болатын жалғыз нәрсе - конус пен шыныаяқ пішініндегі магниттік өзектерді «қатты» өріс конфигурациясы үшін жасау.
Сондай-ақ, сіз ұқсас тоқтата тұруы бар бейнені таба аласыз:

мұнда автор ешқандай магниттік тізбектерді пайдаланбайды және Эрншоу теоремасын түсіну үшін әдетте қажет болғандай инеге назар аударады. бірақ сақиналар оське қатты бекітілген, яғни олардың арасында осьті таратуға болады, бұл осьтегі магниттердегі конустық магниттік өзектерді пайдалану арқылы оңай қол жеткізуге болады. сол. «Магниттік шыныаяқтың» «түбі» енгенше, магниттік тізбекті сақинаға итеру қиындай түседі, өйткені ауаның магниттік өткізгіштігі магниттік контурға қарағанда аз - ауа саңылауының азаюы өріс кернеулігінің артуына әкеледі. сол. бір ось механикалық түрде қатты бекітілген - содан кейін инеге қолдау қажет болмайды. сол. бірінші суретті қараңыз.

P.S.
Міне, мен таптым. сериядан, жаман басы бәрібір жібермейді - автор әлі Белецкий - бұл жерде бұратылып кетті, ана, алаңдамаңыз - өрістің конфигурациясы өте күрделі, оның үстіне ось бойымен біркелкі емес айналу, яғни. айналу кезінде осьте магниттік индукцияның өзгерісі болады, барлық жабысқан кезде... сақина магнитіндегі шарға назар аударыңыз, екінші жағынан сақина магнитінде цилиндр бар. сол. адам мұнда сипатталған тоқтата тұру принципін ақымақтықпен бұзды.

Жақсы, немесе фотосуреттегі суспензияны дәнекерленген, яғни. фотодағы бұрыштар иненің тірегін пайдаланады, және ол иненің орнына допты іліп қойды - о шайтан - бұл жұмыс істеді - кім ойлаған (олар маған Эрншоу теоремасын дұрыс түсінбегенімді дәлелдегені есімде), бірақ екі шарды ілу және екі сақинаны пайдалану жеткілікті ақылдылық емес сияқты. сол. бейнедегі құрылғыдағы магниттердің санын 4-ке, мүмкін 3-ке дейін оңай азайтуға болады, яғни. бір сақинадағы цилиндрі және екіншісінде шары бар конфигурация жұмыс істейтіні эксперименталды түрде дәлелденген деп санауға болады, бастапқы идеяның суретін қараңыз. онда мен екі симметриялық аялдаманы және цилиндр + конусты қолдандым, дегенмен конус пен полюстен диаметрге дейінгі шардың бөлігі бірдей жұмыс істейді деп ойлаймын.

сондықтан аялдаманың өзі келесідей көрінеді - бұл магниттік тізбек (яғни, темір, никель және т.б.) бұл жай ғана

сақиналы магнит орнатылған. қарсы бөлігі бірдей, тек кері :) және аралық жұмыста екі аялдама - жолдас Эрншоу бір аялдамада жұмыс істеуге тыйым салды.

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 концепциясы машинаның құрамдас бөліктерінде тозудың болмауына байланысты ең жоғары сенімділікке қол жеткізуге мүмкіндік береді. Белсенді магниттік подшипниктер (AMP) бәрін табады көбірек қолданукөптеген салаларда. Динамикалық сипаттамаларды жақсарту, сенімділік пен тиімділікті арттыру үшін жанаспайтын белсенді магниттік подшипниктер қолданылады.

Магниттік мойынтіректердің жұмыс принципі магнит өрісіндегі левитация әсеріне негізделген. Мұндай подшипниктердегі білік сөзбе-сөзкүшті магнит өрісінде ілулі тұрған сөздер. 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 екі 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 жүйенің жауап беру уақытына байланысты автоматты басқару(яғни, бұл күш бұзылған кезде оны өзгерту керек жылдамдық). 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 жүктемеклассикалық мойынтіректердің сәйкес мәндерімен салыстырғанда азырақ, дегенмен, жоғары рұқсат етілген перифериялық жылдамдық білік диаметрін мүмкін болатын ең үлкен жанасу бетін алу үшін ұлғайтуға мүмкіндік береді, демек, классикалық мойынтіректерге арналған жүктеме шегін қажетсіз оның ұзындығын арттыру үшін.

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 жүйесыртқы ток көзін қажет ететін бақылау да 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).

Кіріспе

Көптеген машиналардың негізгі элементі - мойынтіректерде айналатын ротор. Бір мезгілде массалық және габариттік өлшемдерді азайту тенденциясы бар айналмалы машиналардың айналу жылдамдығы мен қуаттарының артуы мойынтірек агрегаттарының беріктігін арттыру мәселесін бірінші кезекте қояды. Оның үстіне бірқатар салаларда заманауи технологиясенімді жұмыс істей алатын подшипниктер қажет экстремалды жағдайлар: вакуумда, жоғарыда және төмен температуралар, ультра таза технологиялар, в агрессивті орталарМұндай мойынтіректерді жасау да өзекті техникалық мәселе болып табылады.
Бұл мәселелерді шешуге дәстүрлі домалау және жылжымалы мойынтіректерді жақсарту арқылы қол жеткізуге болады. және әртүрлі физикалық жұмыс принциптерін пайдаланатын дәстүрлі емес мойынтіректерді жасау.
Дәстүрлі домалау және сырғанау подшипниктері (сұйық және газ) қазір жоғары техникалық деңгейге жетті. Алайда, оларда болып жатқан процестердің табиғаты жоғарыда аталған мақсаттарға жету үшін бұл мойынтіректерді пайдалануды шектейді және кейде мүмкін емес етеді. Осылайша, домалау мойынтіректерінің елеулі кемшіліктері жылжымалы және қозғалмайтын бөліктер арасындағы механикалық байланыстың болуы және жолдарды майлау қажеттілігі болып табылады. Жылжымалы мойынтіректерде механикалық байланыс жоқ, бірақ мерзімді жүйе майлаушымайлау қабатын жасау және осы қабатты тығыздау. Тығыздау қондырғыларын жақсарту майлаушы және майдың өзара енуін азайтады, бірақ толықтай жоя алмайтыны анық. сыртқы орта.
Тірек реакцияларын жасау үшін магниттік және электр өрістерін пайдаланатын мойынтіректерде бұл кемшіліктер жоқ. Олардың ішінде белсенді магниттік подшипниктер (AMP) үлкен практикалық қызығушылық тудырады. АМЖ жұмысы ферромагниттік дененің белсенді магниттік суспензиясының белгілі принципіне негізделген: берілген қалыпта дененің тұрақтануы басқарылатын электромагниттерден денеге әсер ететін магниттік тартылыс күштерімен анықталады. Электромагниттердің орамдарындағы токтар дене қозғалысы датчиктерінен, электрондық контроллерден және сыртқы көзден қуат алатын күшейткіштерден тұратын автоматты басқару жүйесі арқылы қалыптасады. электр энергиясы.
Алғашқы мысалдар практикалық қолданубелсенді магнитті суспензияларөлшеу құралдарында 20 ғасырдың 40-жылдарына жатады. Олар Д.Бимс пен Д.Хризинджердің (АҚШ) және О.Г.Кацнельсонның және А.С.Эдельштейннің (КСРО) есімдерімен байланысты. Алғашқы белсенді магниттік подшипникті 1960 жылы R. Sixsmith (АҚШ) ұсынған және эксперименттік түрде зерттеген. Кең практикалық қолдануБіздің елімізде және шетелде БАЖ 20 ғасырдың 70-жылдарының басында басталды.
Механикалық байланыстың болмауы және АМҚ-да майлау қажеттілігі оларды технологияның көптеген салаларында өте перспективалы етеді. Бұл, ең алдымен: вакуумдық және криогендік технологиядағы турбиналар мен сорғылар; өте таза технологияларға және агрессивті ортада жұмыс істеуге арналған машиналар; ядролық және ғарыштық қондырғыларға арналған машиналар мен аспаптар; жұлдыз жорамалдары; инерциялық энергияны сақтау құрылғылары; сондай-ақ жалпы машина жасау және аспап жасау бұйымдары – жоғары жылдамдықты шпиндельдерді тегістеу және фрезерлеу, тоқыма станоктары. центрифугалар, турбиналар, теңдестіру машиналары, діріл стендтері, роботтар, дәлдік өлшеу құралдарыт.б.
Дегенмен, осы жетістіктерге қарамастан, AMJIs 1970 жылдардың басында жасалған болжамдардан күткеннен әлдеқайда баяу жүзеге асырылуда. Ең алдымен, бұл саланың инновацияларды, соның ішінде AMP-ті баяу қабылдауымен түсіндіріледі. Кез келген инновация сияқты, сұранысқа ие болу үшін AMP-ны танымал ету керек.
Өкінішке орай, бұл жолдарды жазу кезінде тек бір кітап белсенді магниттік подшипниктерге арналған: Г.Швейтцер. N. Bleulerand A. Traxler «Активті магниттік подшипниктер», ETH Zurich, 1994, 244 б., ағылшын және неміс тілдерінде жарияланған. Көлемі шағын, бұл кітап ең алдымен AMP құру кезінде туындайтын мәселелерді түсінуге алғашқы қадамдарды жасайтын оқырманға бағытталған. Оқырманның инженерлік-математикалық деңгейіне өте қарапайым талаптар қоя отырып, авторлар негізгі идеялар мен тұжырымдамаларды жаңадан бастаған адамға жылдамдыққа оңай жетуге және жаңа саланы тұжырымдамалық түрде меңгеруге мүмкіндік беретін ойластырылған дәйектілікпен орналастырады. Бұл кітаптың айтулы құбылыс екені сөзсіз, оның танымал етуші рөлін асыра бағалау мүмкін емес.
Оқырман жоғарыда келтірілген кітаптың орыс тіліндегі аудармасымен шектелмей, нағыз монография жазуға тұрарлық па деп сұрауы мүмкін. Біріншіден, 1992 жылдан бастап мені Ресей университеттеріне БАЖ бойынша дәріс оқуға шақырды. Финляндия және Швеция. Осы лекциялардан кітап шықты. Екіншіден, менің көптеген әріптестерім AMP бар машиналарды жасаушыларға арналған LMP туралы кітапты алуға ниет білдірді. Үшіншіден, мен AMP саласында маманданбаған көптеген инженерлерге электромагнит сияқты басқару объектісін зерттейтін кітап қажет екенін түсіндім.
Бұл кітаптың мақсаты – инженерлерді техникамен жабдықтау математикалық модельдеу, AMP синтезі мен талдауы және сол арқылы технологияның осы жаңа саласына қызығушылықты оятуға ықпал етеді. Кітап көптеген техникалық мамандықтардың студенттеріне, әсіресе курстық жұмыс пен дипломдық жобалау кезінде пайдалы болатынына күмәнім жоқ. Кітапты жазу кезінде мен Санкт-Петербург мемлекеттік Псков политехникалық институтының магниттік тіректердің ғылыми-зерттеу зертханасының ғылыми жетекшісі ретінде AMP саласындағы 20 жылдық тәжірибеге сүйендім. техникалық университет.
Кітап 10 тараудан тұрады. 1 тарау береді қысқаша сипаттамабарлығы мүмкін түрлеріэлектромагниттік суспензиялар, олардың мақсаты оқырманның көкжиегін кеңейту. AMP пайдаланушыларына бағытталған 2-тарау оқырманды белсенді магниттік мойынтіректердің технологиясымен таныстырады - даму тарихы, конструкциялары, сипаттамалары, әзірлеу мәселелері және практикалық қолданудың бірнеше мысалдары. 3 және 4 тарауда мойынтіректердің магниттік тізбектерін есептеу әдістемесі берілген. Электромагнит басқару объектісі ретінде 5 тарауда зерттеледі. 6 тарауда контроллер синтезі және бір қуатты магнитті суспензияның динамикасын талдау мәселелері шешілген. Бұл гимбалды қалай басқаруға болатыны және қажетті динамикалық қасиеттерге қол жеткізуге не кедергі болатыны туралы тарау. Орталық орынды бес еркіндік дәрежесі бар қатты ротордың суспензиясын басқару мәселелерін қарастыратын, суспензия мен жетек қозғалтқышының өзара әрекеттесуін қарастыратын, сондай-ақ тірексіз роторларды құру мәселесін қозғайтын 7-тарау орталық орынды алады. электр машиналары. Ротордың серпімді иілу деформацияларының гимбал динамикасына әсері 8-тарауда талқыланады. 9-тарау гимбальды цифрлық басқаруға арналған. Соңғы 10 тарауда AMP-де роторлы ілгіштерді іске асырумен байланысты бірқатар динамикалық аспектілер қарастырылады.
Кітаптың соңындағы әдебиеттер тізіміне келетін болсақ, мен AMP туралы барлық тарихи маңызды мақалаларды қосуға тырыспадым және осы салаға қосқан үлестері аталмаған зерттеушілерден кешірім сұраймын.
Мәселелердің ауқымы өте кең болғандықтан, бір жүйені ұстап тұру мүмкін емес болып шықты символдарбүкіл кітапта. Дегенмен, әр тарауда дәйекті белгілер қолданылады.
Мен өзімнің ұстаздарым, профессорлар Давид Рахмилевич Меркнн мен Анатолий Сауловнч Келзонға алғыс айтамын – олар осы кітаптың шығуына үлкен үлес қосты. Магниттік тіректер зертханасындағы және университеттегі әріптестеріме, әсіресе Федор Георгиевич Кочевинге, Михаил Вадимович Афанасьевке алғыс айтқым келеді. Валентин Васильевич Андреен, Сергей Владимирович Смирнов, Сергей Геннадьевич Стебихов және Игорь Иванович Морозов, олардың күш-жігерімен AMP бар көптеген машиналар жасалды. Профессор Камиль Шамсудднович Ходжаенмен және доценттер Владимир Александрович Андреевпен, Валерий Георгиевич Боговпен және Вячеслав Григорьевич Мацевичпен әңгімелесу мен бірлескен жұмыс маған да пайдалы болды. Менімен бірге АМП саласында үлкен ынтамен жұмыс істеген аспиранттар мен аспиранттардың қосқан үлесін де атап өткім келеді – бұлар Григорий Михайлович Крайзман, Николай Вадимович Хмылко, Аркадий Григорьевич Хростицкий, Николай Михайлович Ильин, Александр Михайлович Ильин және Александр Михайлльн. Васильевич Киселев. Елена Владимировна Журавлева мен Андрей Семенович Леонтьевтің қолжазбаны баспаға дайындаудағы техникалық көмегін ерекше атап өтуге болады.
Псков инжиниринг компаниясына және Псков политехникалық институтына кітапты басып шығаруды қаржыландыруға көмектескені үшін алғыс айтқым келеді.

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 байланыссыз, қуатты магнит өрісінде ілулі тұр. Оның салыстырмалы төңкерістері қол жеткізу кезінде үйкеліссіз және тозусыз өтеді ең жоғары сенімділік. 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 ығысуында 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 суспензиялар жұмыс принципі бойынша ерекшеленетін тоғыз түрге бөлінеді:

• магниттік және гидродинамикалық суспензиялар;
• суспензиялар жұмыс істейді тұрақты магниттер;
• 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. Қазіргі уақытта AMP әзірлеушілері жүргізіп жатыр белсенді жұмысмагниттік подшипниктердің пассивті түрін жасау.