Funktionsprincipen och klassificeringen av magnetiska lager

 

MagnetlagerSystem kan delas in i tre kategorier enligt deras arbetsprinciper: aktiva magnetlager, passiva magnetlager och hybridmagnetlager.

 

Aktivt magnetlager

 

Aktiva magnetlager använder kontrollerbar elektromagnetisk kraft för att sväva den roterande axeln, som huvudsakligen består av rotorer, solenoider, sensorer, styrenheter och effektförstärkare. Solenoiderna är monterade på en stator som är upphängd i ett magnetfält som genereras av elektromagneterna placerade i radiell symmetri, vilka var och en är utrustad med en eller flera sensorer för att kontinuerligt övervaka förändringar i axelns position. Signalen som matas ut från sensorn, med hjälp av det elektroniska styrsystemet, korrigerar strömmen genom elektromagneten för att styra elektromagnetens attraktion, så att den roterande axeln roterar i ett stabilt och balanserat tillstånd och uppfyller vissa noggrannhetskrav.

 

Aktiva magnetlager kan delas in i strömstyrning och spänningsstyrning enligt olika styrmetoder, och kan delas in i radiella magnetlager och axiella magnetlager enligt olika stödmetoder. För närvarande är det mest använda bland de aktiva magnetlagren det likströmsstyrda magnetlagret.

 

Den mekaniska delen av det aktiva magnetlagret består generellt av ett radiallager och ett axiallager, och radiallagret består av en stator (elektromagnet) och en rotor; axiallager består av en stator (elektromagnet) och en tryckplatta.

 

Eftersom det aktiva magnetlagret har fördelarna med rotorposition, kan lagrets styvhet och dämpning bestämmas av styrsystemet, har det varit det mest använda inom magnetisk levitation, och forskningen på aktiva magnetlager har alltid varit i fokus för forskning om magnetisk levitationsteknik. Efter år av hårt arbete har dess designteori och metoder blivit mer och mer mogna.

 

Passivt magnetiskt lager

 

Som en form av magnetlager har passiva magnetlager sina egna unika fördelar, de är små i storlek, ingen strömförbrukning och enkla i strukturen. Den största skillnaden mellan passiva magnetlager och aktiva magnetlager är att de förra inte har ett aktivt elektroniskt styrsystem, utan använder magnetfältets egenskaper för att få den roterande axeln att levitera. För närvarande är de mest använda passiva magnetlagren permanentmagnetlager som består av permanentmagneter. Permanentmagnetlager kan delas in i två typer: repulsionstyp och sugtyp.

 

Passiva permanentmagnetlager kan användas både som radiallager och axiallager (axiallager), vilka båda kan vara sug- eller repulsionslager. Beroende på magnetiseringsriktningen och den magnetiska ringens relativa position har permanentmagnetlager en mängd olika magnetiska kretsstrukturer. Men det finns två grundläggande strukturer.

 

Den andra typen av passivt magnetlager är baserat på sugkraften, som verkar mellan de magnetiserade mjukmagnetiska komponenterna. När rotorkomponenten rör sig radiellt kommer sugeffekten från förändringen i magnetoresistansen, så det kallas även ett "magnetoresistivt lager". Denna typ av lager kan utformas så att permanentmagnetdelen inte roterar, och endast mjukjärnsdelen roterar, så att systemet får bättre stabilitet.

 

Kombinationen av de stabiliserande effekterna av reluktanslager och aktiva solenoider resulterar i ett magnetlagersystem med minimal energiförbrukning.

 

Hybridmagnetlager

 

Hybridmagnetlager bildas på basis av aktiva magnetlager, passiva magnetlager och några andra hjälpstöd- och stabiliseringsstrukturer - ett slags kombinerat magnetlagersystem. Det tar hänsyn till de övergripande egenskaperna hos aktiva magnetlager och passiva magnetlager.

 

Hybridmagnetlagret använder magnetfältet som genereras av permanentmagneten för att ersätta elektromagnetens statiska förspänningsmagnetfält, vilket inte bara kan minska effektförstärkarens strömförbrukning avsevärt, utan också halvera antalet amperevarv hos elektromagneten, minska magnetlagrets volym och förbättra bärförmågan.

 

Eftersom ett förspänt magnetfält genereras av en permanentmagnet och ett kontrollerat magnetfält genereras av elektromagneten, har permanentmagnetiska hybridlager med offset följande fördelar:

 

1) Permanentmagneten används för att tillhandahålla det statiska förspänningsmagnetfältet, och elektromagneten tillhandahåller endast styrmagnetfältet för att balansera belastningen eller externa störningar, vilket kan undvika effektförlust orsakad av systemets förspänningsström och minska spolens uppvärmning.

 

2) Antalet varv som krävs för elektromagneten i hybridmagnetlagret är mycket mindre än för aktiva magnetlagre, vilket bidrar till att minska magnetlagrets volym och spara material. Denna typ av lager har fördelarna med liten storlek, låg vikt och hög effektivitet, och är lämplig för miniatyrisering och små tillämpningar.