همه می دانند که آهنرباها تمایل به جذب فلزات دارند. همچنین، یک آهنربا می تواند آهنربا دیگری را جذب کند. اما تعامل بین آنها به جاذبه محدود نمی شود، آنها می توانند یکدیگر را دفع کنند. ماده در قطب های آهنربا است - قطب های مخالف جذب می شوند، همان قطب ها دفع می کنند. این ویژگی اساس همه موتورهای الکتریکی و کاملاً قدرتمند است.
همچنین چیزی به نام شناور تحت تأثیر میدان مغناطیسی وجود دارد، زمانی که جسمی که روی آهنربا قرار می گیرد (دارای قطبی شبیه به آن) در فضا آویزان می شود. این اثر در به اصطلاح بلبرینگ مغناطیسی به کار گرفته شده است.
یاتاقان مغناطیسی چیست
دستگاهی از نوع الکترومغناطیسی که در آن یک شفت دوار (روتور) در قسمت ثابت (استاتور) توسط نیروهای شار مغناطیسی پشتیبانی می شود، یاتاقان مغناطیسی نامیده می شود. هنگامی که مکانیسم در حال کار است، تحت تأثیر نیروهای فیزیکی است که تمایل به جابجایی محور دارند. برای غلبه بر آنها، بلبرینگ مغناطیسی مجهز به سیستم کنترلی بود که بار را کنترل می کند و سیگنالی برای کنترل قدرت شار مغناطیسی می دهد. آهنرباها به نوبه خود قوی تر هستند یاتاثیر کمتری روی روتور دارد و آن را در موقعیت مرکزی نگه می دارد.
بلبرینگ مغناطیسی به طور گسترده در صنعت استفاده شده است. اینها اساساً توربوماشین های قدرتمندی هستند. به دلیل عدم وجود اصطکاک و بر این اساس، نیاز به استفاده از روان کننده ها، قابلیت اطمینان ماشین آلات چندین برابر افزایش می یابد. سایش گره ها عملا مشاهده نمی شود. همچنین کیفیت ویژگی های دینامیکی را بهبود می بخشد و کارایی را افزایش می دهد.
بلبرینگ مغناطیسی فعال
یاتاقان مغناطیسی، جایی که میدان نیرو با کمک آهنرباهای الکتریکی ایجاد می شود، فعال نامیده می شود. الکترومغناطیس های موقعیتی در استاتور یاتاقان قرار دارند، روتور با یک شفت فلزی نشان داده می شود. کل سیستمی که شفت را در واحد نگه می دارد تعلیق مغناطیسی فعال (AMP) نامیده می شود. ساختار پیچیده ای دارد و از دو بخش تشکیل شده است:
- بلبرینگ;
- سیستم های کنترل الکترونیکی.
عناصر اساسی AMP
برینگ شعاعی. دستگاهی که دارای آهنرباهای الکتریکی روی استاتور است. روتور را نگه می دارند. روی روتور صفحات فرومغناطیس خاصی وجود دارد. هنگامی که روتور در نقطه میانی معلق است، هیچ تماسی با استاتور وجود ندارد. سنسورهای القایی کوچکترین انحراف موقعیت روتور در فضا از اسمی را ردیابی می کنند. سیگنال های آنها قدرت آهنرباها را در یک نقطه یا نقطه دیگر کنترل می کند تا تعادل را در سیستم بازگرداند. فاصله شعاعی 0.50-1.00 میلی متر، فاصله محوری 0.60-1.80 میلی متر است
- برینگ مغناطیسیرانش به همان روش شعاعی عمل می کند. یک دیسک رانش بر روی محور روتور ثابت شده است که در دو طرف آن آهنرباهای الکتریکی روی استاتور نصب شده است.
- بلبرینگ های ایمنی برای نگه داشتن روتور در هنگام خاموش بودن دستگاه یا در شرایط اضطراری طراحی شده اند. در حین کار، یاتاقان های مغناطیسی کمکی درگیر نیستند. فاصله بین آنها و محور روتور نصف یک یاتاقان مغناطیسی است. عناصر ایمنی بر اساس دستگاه های ساچمه ای یا بلبرینگ های ساده مونتاژ می شوند.
- الکترونیک کنترل شامل سنسورهای موقعیت شفت روتور، مبدل ها و تقویت کننده ها است. کل سیستم بر اساس اصل تنظیم شار مغناطیسی در هر ماژول الکترومغناطیس جداگانه کار می کند.
بلبرینگ نوع مغناطیسی غیرفعال
بلبرینگ های آهنربای دائمی سیستم های نگهدارنده شفت روتور هستند که از مدار کنترل بازخورد استفاده نمی کنند. شناور فقط به دلیل نیروهای آهنرباهای دائمی پرانرژی انجام می شود.
عیب چنین سیستم تعلیق نیاز به استفاده از استاپ مکانیکی است که منجر به ایجاد اصطکاک و کاهش قابلیت اطمینان سیستم می شود. توقف مغناطیسی در مفهوم فنی هنوز در این طرح اجرا نشده است. بنابراین، در عمل، یک یاتاقان غیرفعال به ندرت استفاده می شود. یک مدل ثبت اختراع وجود دارد، به عنوان مثال، سیستم تعلیق نیکولایف، که هنوز تکرار نشده است.
نوار مغناطیسی در بلبرینگ چرخ
مفهوم"برینگ چرخ مغناطیسی" به سیستم ASB اشاره دارد که به طور گسترده در وسایل نقلیه مدرن استفاده می شود. بلبرینگ ASB از این جهت متفاوت است که دارای سنسور سرعت چرخ داخلی است. این سنسور یک دستگاه فعال است که در اسپیسر بلبرینگ تعبیه شده است. این بر اساس یک حلقه مغناطیسی ساخته شده است که بر روی آن قطب های عنصری که تغییر شار مغناطیسی را می خواند، متناوب می شوند.
هنگامی که بلبرینگ می چرخد، یک تغییر ثابت در میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط حلقه مغناطیسی وجود دارد. سنسور این تغییر را ثبت می کند و یک سیگنال تولید می کند. سپس سیگنال به ریزپردازنده ارسال می شود. به لطف آن، سیستم هایی مانند ABS و ESP کار می کنند. قبلاً کار ماشین را اصلاح می کنند. ESP مسئول تثبیت الکترونیکی است، ABS چرخش چرخ ها را تنظیم می کند، سطح فشار در سیستم ترمز است. بر عملکرد سیستم فرمان، شتاب در جهت جانبی نظارت می کند و همچنین عملکرد گیربکس و موتور را اصلاح می کند.
مزیت اصلی بلبرینگ ASB توانایی کنترل سرعت چرخش حتی در سرعت های بسیار پایین است. در همان زمان، شاخص های وزن و اندازه توپی بهبود یافته، نصب بلبرینگ ساده شده است.
چگونه یک یاتاقان مغناطیسی بسازیم
ساده ترین یاتاقان مغناطیسی را که خودتان انجام دهید به راحتی ساخته می شود. برای استفاده عملی مناسب نیست، اما به وضوح احتمال نیروی مغناطیسی را نشان می دهد. برای انجام این کار، به چهار آهنربای نئودیمیم با همان قطر، دو آهنربا با قطر کمی کوچکتر، یک شفت، به عنوان مثال، یک قطعه لوله پلاستیکی، و یک تاکید، نیاز دارید.به عنوان مثال، یک ظرف شیشه ای نیم لیتری. آهنرباهایی با قطر کمتر با چسب حرارتی به انتهای لوله وصل می شوند به گونه ای که یک سیم پیچ به دست می آید. در وسط یکی از این آهنرباها، یک توپ پلاستیکی از بیرون چسبانده شده است. قطب های یکسان باید به سمت بیرون باشند. چهار آهنربا با قطب های یکسان به صورت جفت در فاصله ای از طول قطعه لوله قرار گرفته اند. روتور روی آهنرباهای خوابیده قرار می گیرد و در سمتی که توپ پلاستیکی چسبانده شده است، با یک شیشه پلاستیکی پشتیبانی می شود. در اینجا بلبرینگ مغناطیسی آماده است.
