El principi de funcionament i la classificació dels coixinets magnètics

 

Rodament magnèticEls sistemes es poden dividir en tres categories segons els seus principis de funcionament: coixinets magnètics actius, coixinets magnètics passius i coixinets magnètics híbrids.

 

Rodament magnètic actiu

 

Els coixinets magnètics actius utilitzen una força electromagnètica controlable per fer levitar l'eix giratori, que està compost principalment per rotors, solenoides, sensors, controladors i amplificadors de potència. Els solenoides estan muntats en un estator que està suspès en un camp magnètic generat pels electroimants col·locats en simetria radial, cadascun dels quals està equipat amb un o més sensors per controlar contínuament els canvis en la posició de l'eix. El senyal de sortida del sensor, amb l'ajuda del sistema de control electrònic, corregeix el corrent a través de l'electroimant, per tal de controlar l'atracció de l'electroimant, de manera que l'eix giratori funciona en un estat estable i equilibrat i assoleix certs requisits de precisió.

 

Els coixinets magnètics actius es poden dividir en control de corrent i control de tensió segons diferents mètodes de control, i es poden dividir en coixinets magnètics radials i coixinets magnètics axials segons diferents mètodes de suport. Actualment, entre els coixinets magnètics actius, el més utilitzat és el coixinet magnètic controlat per corrent continu.

 

La part mecànica del coixinet magnètic actiu generalment està composta per un coixinet radial i un coixinet axial, i el coixinet radial està compost per un estator (electroimant) i un rotor; Els coixinets axials consten d'un estator (electroimant) i una placa d'empenta.

 

Com que el coixinet magnètic actiu té els avantatges de la posició del rotor, la rigidesa i l'amortiment del coixinet poden ser determinats pel sistema de control, ha estat el més utilitzat en el camp de la levitació magnètica, i la investigació del coixinet magnètic actiu sempre ha estat el focus de la investigació de la tecnologia de levitació magnètica. Després d'anys de treball dur, la seva teoria i mètodes de disseny s'han tornat cada cop més madurs.

 

Rodament magnètic passiu

 

Com a forma de coixinet magnètic, el coixinet magnètic passiu té els seus propis avantatges únics, és de mida petita, no consumeix energia i té una estructura senzilla. La diferència més gran entre els coixinets magnètics passius i els coixinets magnètics actius és que els primers no tenen un sistema de control electrònic actiu, sinó que utilitzen les característiques del propi camp magnètic per levitar l'eix giratori. Actualment, els coixinets magnètics passius més utilitzats són els coixinets d'imants permanents compostos per imants permanents. Els coixinets d'imants permanents es poden dividir en dos tipus: tipus de repulsió i tipus de succió.

 

Els coixinets d'imants permanents passius es poden utilitzar tant com a coixinets radials com a coixinets d'empenta (coixinets axials), i tots dos poden ser de succió o de repulsió. Segons la direcció de magnetització i la posició relativa de l'anell magnètic, els coixinets d'imants permanents tenen diverses estructures de circuits magnètics. Però hi ha dues estructures bàsiques.

 

L'altre tipus de coixinet magnètic passiu es basa en la força de succió, que actua entre els components magnètics tous magnetitzats. Quan el component del rotor es mou radialment, l'efecte de succió prové del canvi de magnetoresistència, per la qual cosa també s'anomena "coixinet magnetoresistiu". Aquest tipus de coixinet es pot dissenyar de manera que la part de l'imant permanent no giri, i només giri la part de ferro tou, de manera que el sistema tingui una millor estabilitat.

 

La combinació dels efectes estabilitzadors dels coixinets de reluctància i els solenoides actius dóna com a resultat un sistema de coixinets magnètics amb un consum d'energia mínim.

 

Rodaments magnètics híbrids

 

Els coixinets magnètics híbrids es formen sobre la base de coixinets magnètics actius, coixinets magnètics passius i altres estructures auxiliars de suport i estabilització: una mena de sistema combinat de coixinets magnètics. Té en compte les característiques completes dels coixinets magnètics actius i els coixinets magnètics passius.

 

El coixinet magnètic híbrid consisteix a utilitzar el camp magnètic generat per l'imant permanent per substituir el camp magnètic de polarització estàtica de l'electroimant, cosa que no només pot reduir significativament el consum d'energia de l'amplificador de potència, sinó que també pot reduir a la meitat el nombre de voltes d'amperes de l'electroimant, reduir el volum del coixinet magnètic i millorar la capacitat de càrrega.

 

Com que un camp magnètic de polarització és generat per un imant permanent i un camp magnètic controlat és generat per l'electroimant, els coixinets magnètics híbrids desplaçats amb imant permanent tenen els següents avantatges:

 

1) L'imant permanent s'utilitza per proporcionar el camp magnètic estàtic de polarització, i l'electroimant només proporciona el camp magnètic de control per equilibrar la càrrega o la interferència externa, cosa que pot evitar la pèrdua de potència causada pel corrent de polarització del sistema i reduir l'escalfament de la bobina.

 

2) El nombre de voltes necessàries per a l'electroimant del coixinet magnètic híbrid és molt menor que el del coixinet magnètic actiu, cosa que afavoreix la reducció del volum del coixinet magnètic i l'estalvi de materials. Aquest tipus de coixinet té els avantatges de la mida petita, el pes lleuger i l'alta eficiència, i és adequat per a aplicacions de miniaturització i mida petita.