Mindenki tudja, hogy a mágnesek általában vonzzák a fémeket. Ezenkívül az egyik mágnes vonzhat egy másikat. De a köztük lévő interakció nem korlátozódik a vonzalomra, taszíthatják egymást. Az anyag a mágnes pólusaiban van - az ellentétes pólusok vonzzák, ugyanazok a pólusok taszítják. Ez a tulajdonság az összes villanymotor alapja, és a meglehetősen nagy teljesítményűek is.
Létezik olyan is, mint a mágneses tér hatására történő levitáció, amikor egy mágnes fölé helyezett tárgy (amelynek hasonló pólusa) lóg a térben. Ezt a hatást az úgynevezett mágneses csapágyban alkalmazták.
Mi az a mágneses csapágy
Mágneses csapágynak nevezzük azt az elektromágneses típusú eszközt, amelyben a forgó tengelyt (rotort) egy állórészben (állórészben) mágneses fluxuserők tartják meg. Amikor a mechanizmus működik, fizikai erők befolyásolják, amelyek hajlamosak a tengely eltolására. Ezek leküzdésére a mágneses csapágyat vezérlőrendszerrel látták el, amely figyeli a terhelést és jelet ad a mágneses fluxus erősségének szabályozására. A mágnesek viszont erősebbek, illkisebb hatással van a forgórészre, középhelyzetben tartja.
A mágneses csapágyat széles körben használják az iparban. Ezek alapvetően erős turbógépek. A súrlódás hiánya és ennek megfelelően a kenőanyagok használatának szükségessége miatt a gépek megbízhatósága sokszorosára nő. A csomópontok kopása gyakorlatilag nem figyelhető meg. Ezenkívül javítja a dinamikus jellemzők minőségét és növeli a hatékonyságot.
Aktív mágneses csapágyak
A mágneses csapágyat, ahol az erőteret elektromágnesek segítségével hozzák létre, aktívnak nevezzük. A helyzeti elektromágnesek a csapágy állórészében helyezkednek el, a forgórészt fémtengely képviseli. A teljes rendszert, amely a tengelyt az egységben tartja, aktív mágneses felfüggesztésnek (AMP) nevezik. Összetett felépítésű, és két részből áll:
- csapágytömb;
- elektronikus vezérlőrendszerek.
Az AMP alapelemei
Radiális csapágy. Olyan eszköz, amelynek az állórészen elektromágnesek vannak. Ők tartják a rotort. A forgórészen speciális ferromágneses lemezek találhatók. Amikor a forgórész a felezőponton van felfüggesztve, nincs érintkezés az állórésszel. Az induktív érzékelők nyomon követik a forgórész helyének legkisebb térbeli eltérését a névlegestől. A belőlük érkező jelek szabályozzák a mágnesek erősségét egy-egy ponton, hogy helyreállítsák az egyensúlyt a rendszerben. A sugárirányú hézag 0,50-1,00 mm, az axiális hézag 0,60-1,80 mm
- Mágneses csapágya tolóerő ugyanúgy működik, mint a radiális. A forgórész tengelyére egy tolótárcsa van rögzítve, amelynek mindkét oldalán elektromágnesek vannak az állórészre szerelve.
- A biztonsági csapágyak a forgórész megtartására szolgálnak, amikor a készülék ki van kapcsolva vagy vészhelyzetben. Működés közben a segédmágneses csapágyak nem vesznek részt. A köztük és a forgórész tengelye közötti rés fele akkora, mint egy mágneses csapágyé. A biztonsági elemek összeszerelése golyós szerkezetek vagy siklócsapágyak alapján történik.
- A vezérlő elektronika tartalmazza a forgórész tengely helyzetérzékelőit, konvertereket és erősítőket. Az egész rendszer azon az elven működik, hogy minden egyes elektromágneses modulban beállítja a mágneses fluxust.
Passzív mágneses típusú csapágyak
Az állandó mágneses csapágyak olyan forgórész tengelytartó rendszerek, amelyek nem használnak visszacsatoló vezérlőáramkört. A levitációt csak a nagy energiájú állandó mágnesek ereje hajtja végre.
Az ilyen felfüggesztés hátránya, hogy mechanikus ütközőt kell használni, ami súrlódáshoz vezet, és csökkenti a rendszer megbízhatóságát. A műszaki értelemben vett mágneses ütközőt ebben a rendszerben még nem alkalmazták. Ezért a gyakorlatban ritkán használnak passzív csapágyat. Van egy szabadalmaztatott modell, például egy Nikolaev felfüggesztés, amelyet még nem reprodukáltak.
Mágneses szalag a kerékcsapágyban
KoncepcióA "mágneses kerékcsapágy" az ASB rendszerre utal, amelyet széles körben használnak a modern járművekben. Az ASB csapágy annyiban különbözik, hogy benne van egy beépített kerékfordulatszám-érzékelő. Ez az érzékelő egy aktív eszköz, amely a csapágy távtartójába van beépítve. Egy mágneses gyűrűre épül, amelyen a mágneses fluxus változását leolvasó elem pólusai váltakoznak.
A csapágy forgásakor a mágneses gyűrű által létrehozott mágneses tér állandóan változik. Az érzékelő regisztrálja ezt a változást, és jelet generál. A jel ezután a mikroprocesszorhoz kerül. Ennek köszönhetően olyan rendszerek működnek, mint az ABS és az ESP. Már javítják az autó munkáját. Az ESP az elektronikus stabilizálásért felelős, az ABS a kerekek forgását szabályozza, a nyomásszint a rendszerben a fék. Figyeli a kormánymű működését, az oldalirányú gyorsulást, valamint korrigálja a sebességváltó és a motor működését is.
Az ASB csapágy fő előnye, hogy még nagyon alacsony fordulatszámon is szabályozható a forgási sebesség. Ezzel párhuzamosan javulnak az agy súly- és méretmutatói, leegyszerűsödik a csapágy beszerelése.
Hogyan készítsünk mágneses csapágyat
A legegyszerűbb barkácsoló mágneses csapágy könnyen elkészíthető. Gyakorlati használatra nem alkalmas, de egyértelműen megmutatja a mágneses erő lehetőségeit. Ehhez szükség van négy azonos átmérőjű neodímium mágnesre, két valamivel kisebb átmérőjű mágnesre, egy tengelyre, például egy műanyag csőre, és egy hangsúlyra,például egy félliteres üvegedényt. A kisebb átmérőjű mágneseket forró ragasztóval rögzítik a cső végeihez oly módon, hogy tekercset kapjanak. Az egyik ilyen mágnes közepén kívül egy műanyag golyó van ragasztva. Az azonos pólusoknak kifelé kell nézniük. Négy azonos pólusú mágnes van páronként elhelyezve a csőszegmens hosszának távolságára. A forgórészt a fekvő mágnesek fölé helyezzük, és azon az oldalon, ahol a műanyag golyót ragasztjuk, egy műanyag tégellyel támasztjuk alá. Itt a mágneses csapágy és kész.
