Принцип на работа и класификация на магнитните лагери

 

Магнитен лагерСистемите могат да бъдат разделени на три категории според принципа им на работа: активен магнитен лагер, пасивен магнитен лагер и хибриден магнитен лагер.

 

Активен магнитен лагер

 

Активните магнитни лагери използват контролируема електромагнитна сила, за да повдигат въртящия се вал, който се състои главно от ротори, соленоиди, сензори, контролери и усилватели на мощност. Соленоидите са монтирани на статор, окачен в магнитно поле, генерирано от електромагнити, разположени в радиална симетрия, всеки от които е оборудван с един или повече сензори за непрекъснато наблюдение на промените в положението на вала. Сигналът, изведен от сензора, с помощта на електронната система за управление, коригира тока през електромагнита, така че да контролира привличането на електромагнита, така че въртящият се вал да работи в стабилно и балансирано състояние и да постига определени изисквания за точност.

 

Активните магнитни лагери могат да бъдат разделени на лагери с управление на тока и лагери с управление на напрежението според различните методи на управление, а според различните методи на поддържане - на радиални магнитни лагери и аксиални магнитни лагери. В момента сред активните магнитни лагери най-широко използваният е магнитният лагер с управление на постоянен ток.

 

Механичната част на активния магнитен лагер обикновено се състои от радиален лагер и аксиален лагер, а радиалният лагер се състои от статор (електромагнит) и ротор; Аксиалните лагери се състоят от статор (електромагнит) и аксиална плоча.

 

Тъй като активният магнитен лагер има предимствата на позицията на ротора, твърдостта и демпфирането на лагера могат да се определят от системата за управление, той е най-широко използваният в областта на магнитната левитация, а изследванията на активните магнитни лагери винаги са били във фокуса на изследванията на технологията за магнитна левитация. След години упорита работа, неговата теория и методи на проектиране стават все по-зрели.

 

Пасивен магнитен лагер

 

Като форма на магнитен лагер, пасивният магнитен лагер има свои уникални предимства, той е малък по размер, не консумира енергия и е с проста структура. Най-голямата разлика между пасивните магнитни лагери и активните магнитни лагери е, че първите нямат активна електронна система за управление, а използват характеристиките на самото магнитно поле, за да повдигат въртящия се вал. В момента най-широко използваните пасивни магнитни лагери са лагерите с постоянни магнити, съставени от постоянни магнити. Лагерите с постоянни магнити могат да бъдат разделени на два вида: отблъскващи и всмукателни.

 

Пасивните лагери с постоянни магнити могат да се използват както като радиални лагери, така и като аксиални лагери (аксиални лагери), като и двата вида лагери могат да бъдат смукателни или отблъскващи. В зависимост от посоката на намагнитване и относителното положение на магнитния пръстен, лагерите с постоянни магнити имат различни структури на магнитните вериги. Но има две основни структури.

 

Другият вид пасивен магнитен лагер се основава на силата на засмукване, която действа между намагнитените меки магнитни компоненти. Когато роторният компонент се движи радиално, ефектът на засмукване идва от промяната в магнитосъпротивлението, така че се нарича още „магниторезистивен лагер“. Този вид лагер може да бъде проектиран така, че частта с постоянния магнит да не се върти, а само частта от мекото желязо да се върти, така че системата да има по-добра стабилност.

 

Комбинацията от стабилизиращите ефекти на реактивните лагери и активните соленоиди води до магнитна лагерна система с минимална консумация на енергия.

 

Хибридни магнитни лагери

 

Хибридните магнитни лагери са формирани на базата на активни магнитни лагери, пасивни магнитни лагери и някои други спомагателни опорни и стабилизиращи конструкции - вид комбинирана магнитна лагерна система. Тя отчита комплексните характеристики на активните магнитни лагери и пасивните магнитни лагери.

 

Хибридният магнитен лагер използва магнитното поле, генерирано от постоянния магнит, за да замени статичното магнитно поле на електромагнита, което може не само значително да намали консумацията на енергия на усилвателя на мощност, но и да намали наполовина броя на амперните завои на електромагнита, да намали обема на магнитния лагер и да подобри товароносимостта.

 

Тъй като постоянен магнит генерира магнитно поле, а електромагнитът генерира контролирано магнитно поле, хибридните магнитни лагери с постоянен магнит имат следните предимства:

 

1) Постоянният магнит се използва за осигуряване на статично магнитно поле на отклонение, а електромагнитът осигурява само управляващо магнитно поле за балансиране на товара или външни смущения, което може да избегне загубата на мощност, причинена от тока на отклонение на системата, и да намали нагряването на бобината.

 

2) Броят на навивките, необходими за електромагнита на хибридния магнитен лагер, е много по-малък от този на активния магнитен лагер, което води до намаляване на обема на магнитния лагер и спестяване на материали. Този вид лагер има предимствата на малък размер, леко тегло и висока ефективност и е подходящ за миниатюризация и приложения с малки размери.