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Cuscinetto magnetico attivo

Tutti sanno che i magneti hanno la capacità di attrarre metalli. Anche un magnete può tirare l'altro. Ma l'interazione tra di loro non è limitata solo all'attrazione, possono respingersi a vicenda. La cosa sui poli del magnete è che i poli opposti sono attratti, gli stessi poli sono respinti. Questa proprietà è la base di tutti i motori elettrici e molto potente.


C'è anche una cosa come la levitazione sotto l'influenza di un campo magnetico, quando un oggetto posto su un magnete (avendo un palo simile a esso) si blocca nello spazio. Questo effetto è stato applicato in pratica nel cosiddetto cuscinetto magnetico.

Che cosa è un cuscinetto magnetico

Un dispositivo di tipo elettromagnetico in cui un albero rotante (rotor) è supportato in una parte fissa (statore) da forze di un flusso magnetico è chiamato un cuscinetto magnetico. Quando il meccanismo è in funzione, è influenzato da forze fisiche che tendono a spostare l'asse. Per superarli, il cuscinetto magnetico è dotato di un sistema di monitoraggio che controlla il carico e fornisce un segnale di controllo per il flusso magnetico. I magneti, a loro volta, sono più forti o più deboli sul rotore, mantenendolo in posizione centrale.

Il cuscinetto magnetico ha trovato un'ampia applicazione nel settore. Questi sono soprattutto turbocompressi potenti. A causa della mancanza di attrito e, di conseguenza, della necessità di utilizzare lubrificanti, l'affidabilità delle macchine è notevolmente aumentata. L'usura dei nodi è praticamente non osservata. Inoltre, aumenta la qualità delle caratteristiche dinamiche e aumenta l'efficienza.

Cuscinetti magnetici attivi

Un cuscinetto magnetico, in cui viene creato un campo di forza tramite elettromagneti, viene chiamato attivo. Le posizioni elettromagnetiche sono situate nello statore del cuscinetto, il rotore è rappresentato da un albero metallico. L'intero sistema, che assicura la ritenzione dell'albero nell'unità, è chiamato la sospensione magnetica attiva (AMP). Ha una struttura complessa e si compone di due parti:

  • Blocco del cuscinetto;
  • Sistemi di controllo elettronici.

Gli elementi principali di AMP

  • Il cuscinetto è radiale. Un dispositivo con elettromagneti sullo statore. Tengono il rotore. Ci sono piatti speciali dalla ferromagnet sul rotore. Quando il rotore è sospeso nel punto intermedio, il suo contatto con lo statore è assente. I sensori induttivi controllano la minima deviazione della posizione del rotore nello spazio dal nominale. I segnali da loro controllano la forza dei magneti in un punto particolare per ripristinare l'equilibrio nel sistema. La distanza radiale è 0.50-1.00 mm, la distanza assiale è 0.60-1.80 mm.

  • Il cuscinetto di spinta magnetico funziona allo stesso modo del cuscinetto radiale. Sull'albero del disco di spinta fisso del rotore, su entrambi i lati si trovano elettromagneti, fissati allo statore.
  • I cuscinetti a spinta sono progettati per contenere il rotore quando il dispositivo è spento o in situazioni di emergenza. Durante il funzionamento, i cuscinetti magnetici ausiliari non sono inseriti. Il divario tra loro e l'albero del rotore è pari a quello del cuscinetto magnetico. Gli elementi di sicurezza sono montati sulla base di cuscinetti a sfere o cuscinetti scorrevoli.
  • L'elettronica di controllo comprende sensori, convertitori e amplificatori di posizione dell'albero del rotore. L'intero sistema funziona sul principio della regolazione del flusso magnetico in ogni singolo modulo elettromagnetico.

Cuscinetti passivi di tipo magnetico

I cuscinetti magnetici sui magneti permanenti sono sistemi di ritenzione dell'albero del rotore che non utilizzano un circuito di controllo che include il feedback. La levitazione avviene solo a causa delle forze di magneti permanenti ad alta energia.

Lo svantaggio di tale sospensione è la necessità di utilizzare una arresto meccanico, che porta ad attrito e ridotta affidabilità del sistema. L'enfasi magnetica in senso tecnico non è ancora stata realizzata in questo schema. Pertanto, in pratica, un cuscinetto passivo viene usato raramente. C'è un modello brevettato, ad esempio la sospensione di Nikolaev, che non è ancora stata replicata.

Nastro magnetico nel cuscinetto del mozzo

Il termine " cuscinetto del mozzo magnetico " si riferisce al sistema ASB, ampiamente utilizzato nelle vetture moderne. Il cuscinetto ASB è caratterizzato dal sensore interno della ruota incorporato. Questo sensore è un dispositivo attivo incorporato nello spessore del cuscinetto. È costruito sulla base di un anello magnetico, su cui si alternano i poli dell'elemento che legge la variazione del flusso magnetico.

Quando il cuscinetto ruota, il campo magnetico prodotto dall'anello magnetico cambia continuamente. Il sensore registra questa modifica formando un segnale. Quindi il segnale entra nel microprocessore. Grazie a questo, funzionano sistemi come ABS e ESP. Stiamo già correggendo l'auto. ESP è responsabile della stabilizzazione elettronica, ABS regola la rotazione delle ruote, il livello di pressione nel sistema sta frenando. Controlla il funzionamento dello sterzo, l'accelerazione in senso laterale e corregge anche il funzionamento della trasmissione e del motore.

Il vantaggio principale del cuscinetto ASB è la capacità di controllare la velocità di rotazione anche a giri molto bassi. Allo stesso tempo, le dimensioni del mozzo sono migliorate, il montaggio del cuscinetto è semplificato.

Come fare un cuscinetto magnetico

Il cuscinetto magnetico più semplice con le proprie mani è facile da fare. Non è adatto per un uso pratico, ma dimostra chiaramente le possibilità di forza magnetica. Per fare questo, hai bisogno di quattro magneti al neodimio dello stesso diametro, due magneti di diametro leggermente più piccolo, un albero, come un pezzo di un tubo di plastica e una sosta, come un bicchiere mezzo litro di vetro. Magneti di diametro minore con l'aiuto di fusione calda sono fissati alle estremità del tubo in modo tale che appare una bobina. Nel mezzo di uno di questi magneti, una palla di plastica è incollata dall'esterno. Gli stessi pali dovrebbero guardare all'esterno. Quattro magneti con gli stessi poli sono posati in coppia ad una distanza della lunghezza della lunghezza del tubo. Il rotore viene posizionato sui magneti di posizione e sul lato in cui è incollata la palla di plastica, posizionandola con un vaso di plastica. Ecco il cuscinetto magnetico ed è pronto.