Svi znaju da magneti privlače metale. Takođe, jedan magnet može privući drugi. Ali interakcija između njih nije ograničena na privlačnost, oni se mogu odbijati. Stvar je u polovima magneta - suprotni polovi se privlače, isti polovi odbijaju. Ovo svojstvo je osnova svih elektromotora, i to prilično snažnih.
Postoji i nešto kao što je levitacija pod uticajem magnetnog polja, kada predmet postavljen iznad magneta (koji ima sličan stub) visi u svemiru. Ovaj efekat je implementiran u takozvanom magnetnom ležaju.
Šta je magnetni ležaj
Uređaj elektromagnetnog tipa kod kojeg je rotirajuća osovina (rotor) oslonjena na stacionarni dio (stator) silama magnetskog toka naziva se magnetni ležaj. Kada je mehanizam u radu, na njega utječu fizičke sile koje teže pomjeranju ose. Da bi ih savladao, magnetni ležaj je opremljen kontrolnim sistemom koji prati opterećenje i daje signal za kontrolu jačine magnetnog fluksa. Magneti su pak jači iliima manji uticaj na rotor, držeći ga u središnjem položaju.
Magnetski ležaj se široko koristi u industriji. To su u osnovi moćne turbomašine. Zbog odsustva trenja i, shodno tome, potrebe za korištenjem maziva, pouzdanost strojeva se višestruko povećava. Praktično se ne primjećuje trošenje čvorova. Takođe poboljšava kvalitet dinamičkih karakteristika i povećava efikasnost.
Aktivni magnetni ležajevi
Magnetno ležište, gdje se polje sile stvara uz pomoć elektromagneta, naziva se aktivnim. Pozicioni elektromagneti se nalaze u statoru ležaja, rotor je predstavljen metalnom osovinom. Cijeli sistem koji drži osovinu u jedinici naziva se aktivna magnetna suspenzija (AMP). Ima složenu strukturu i sastoji se od dva dijela:
- blok ležaja;
- elektronski kontrolni sistemi.
Osnovni elementi AMP-a
Radijalni ležaj. Uređaj koji ima elektromagnete na statoru. Oni drže rotor. Na rotoru se nalaze posebne feromagnetne ploče. Kada je rotor okačen na središnjoj tački, nema kontakta sa statorom. Induktivni senzori prate najmanje odstupanje položaja rotora u prostoru od nominalnog. Njihovi signali kontroliraju snagu magneta u jednom ili drugom trenutku kako bi se uspostavila ravnoteža u sistemu. Radijalni zazor je 0,50-1,00 mm, aksijalni zazor je 0,60-1,80 mm
- Magnetski ležajpotisak radi na isti način kao i radijalni. Na osovinu rotora je pričvršćen potisni disk, sa obje strane na statoru su postavljeni elektromagneti.
- Sigurnosni ležajevi su dizajnirani da drže rotor kada je uređaj isključen ili u hitnim situacijama. Tokom rada, pomoćni magnetni ležajevi nisu uključeni. Razmak između njih i osovine rotora je upola manji od magnetnog ležaja. Sigurnosni elementi se sklapaju na osnovu kugličnih uređaja ili kliznih ležajeva.
- Upravljačka elektronika uključuje senzore položaja osovine rotora, pretvarače i pojačala. Ceo sistem radi na principu podešavanja magnetnog fluksa u svakom pojedinačnom elektromagnetnom modulu.
Pasivni magnetni ležajevi
Trajni magnetni ležajevi su sistemi za držanje osovine rotora koji ne koriste kontrolni krug sa povratnom spregom. Levitacija se izvodi samo zahvaljujući silama visokoenergetskih permanentnih magneta.
Nedostatak ovakvog ovjesa je potreba za korištenjem mehaničkog zaustavljanja, što dovodi do stvaranja trenja i smanjuje pouzdanost sistema. Magnetno zaustavljanje u tehničkom smislu još nije implementirano u ovoj šemi. Stoga se u praksi pasivni ležaj koristi rijetko. Postoji patentirani model, na primjer, ovjes Nikolaev, koji još nije repliciran.
Magnetna traka u ležaju točka
Concept"magnetni ležaj kotača" se odnosi na ASB sistem, koji se široko koristi u modernim vozilima. ASB ležaj se razlikuje po tome što unutra ima ugrađen senzor brzine kotača. Ovaj senzor je aktivni uređaj ugrađen u odstojnik ležaja. Građena je na osnovu magnetnog prstena na kome se smenjuju polovi elementa koji očitava promenu magnetnog fluksa.
Kada se ležaj rotira, postoji stalna promjena u magnetskom polju koje stvara magnetni prsten. Senzor registruje ovu promjenu, generirajući signal. Signal se zatim šalje mikroprocesoru. Zahvaljujući njemu, sistemi kao što su ABS i ESP rade. Već ispravljaju rad automobila. ESP je odgovoran za elektronsku stabilizaciju, ABS reguliše rotaciju točkova, nivo pritiska u sistemu je kočnica. Nadzire rad upravljačkog sistema, ubrzanje u bočnom smjeru, a također ispravlja rad mjenjača i motora.
Glavna prednost ASB ležaja je mogućnost kontrole brzine rotacije čak i pri vrlo malim brzinama. Istovremeno, poboljšani su indikatori težine i veličine glavčine, pojednostavljena je ugradnja ležaja.
Kako napraviti magnetni ležaj
Najjednostavniji "uradi sam" magnetni ležaj je lako napraviti. Nije pogodan za praktičnu upotrebu, ali će jasno pokazati mogućnosti magnetske sile. Da biste to učinili, potrebna su vam četiri neodimijumska magneta istog promjera, dva magneta nešto manjeg promjera, osovina, na primjer, komad plastične cijevi, i naglasak,na primjer staklenu teglu od pola litre. Magneti manjeg promjera pričvršćeni su na krajeve cijevi vrućim ljepilom na način da se dobije zavojnica. U sredini jednog od ovih magneta sa vanjske strane je zalijepljena plastična kugla. Identični stubovi trebaju biti okrenuti prema van. Četiri magneta sa istim polovima postavljena su u parovima na udaljenosti od dužine segmenta cijevi. Rotor se postavlja preko ležećih magneta i na strani na kojoj je zalijepljena plastična kugla podupire se plastičnom teglom. Ovdje je magnetni ležaj i spreman.
