Il cuscinetto magnetico, come il resto dei meccanismi del gruppo cuscinetto, funge da supporto per l'albero rotante. Ma a differenza dei comuni cuscinetti a rotolamento ea strisciamento, il collegamento all'albero è meccanicamente senza contatto, ovvero viene utilizzato il principio della levitazione.

Classificazione e principio di funzionamento

Utilizzando il principio della levitazione, l'albero rotante vola letteralmente in un potente campo magnetico. Controllare il movimento dell'albero e coordinare il funzionamento dell'installazione magnetica consente un complesso sistema di sensori che monitora costantemente lo stato del sistema e fornisce i segnali di controllo necessari, modificando la forza di attrazione da un lato o dall'altro.

I cuscinetti magnetici sono divisi in due grandi gruppi: attivi e passivi. Maggiori dettagli sul dispositivo di ciascun tipo di cuscinetto di seguito.

1. Cuscinetti magnetici attivi.

Sono anche chiamate sospensioni magnetiche attive. Come accennato in precedenza, sono costituiti da due parti: il cuscinetto stesso e un sistema elettronico di controllo del campo magnetico.

1, 3 - bobine di alimentazione; 2 - albero Distinguere tra meccanismi radiali e assiali (a seconda del tipo di carico percepito), ma il loro principio di funzionamento è lo stesso. Viene utilizzato un rotore speciale (un albero normale non funzionerà), modificato con blocchi ferromagnetici. Questo rotore "pende" in un campo magnetico creato da bobine elettromagnetiche che si trovano sullo statore, cioè attorno all'albero a 360 gradi, formando un anello.

Si forma un traferro tra il rotore e lo statore, che consente alle parti di ruotare con il minimo attrito.

Il meccanismo raffigurato è controllato da uno speciale sistema elettronico che, mediante sensori, monitora costantemente la posizione del rotore rispetto alle bobine e, al minimo spostamento, fornisce una corrente di controllo alla bobina corrispondente. Ciò consente di mantenere il rotore nella stessa posizione.

Il calcolo di tali sistemi può essere approfondito nella documentazione allegata.

1. Cuscinetti magnetici passivi.

Le sospensioni magnetiche attive sono ampiamente utilizzate nell'industria, mentre i sistemi passivi sono ancora in fase di sviluppo e test. Come suggerisce il nome, la differenza fondamentale è l'assenza di elementi attivi, ovvero vengono utilizzati magneti permanenti. Ma un sistema di più magneti permanenti è molto instabile, quindi l'applicazione pratica di tali sistemi è ancora in discussione. Il diagramma seguente mostra condizionatamente il principio di funzionamento delle sospensioni meccaniche passive.

Il rotore è dotato di un magnete permanente allo stesso modo dello statore, che si trova in un anello attorno al rotore. I poli con lo stesso nome si trovano fianco a fianco nella direzione radiale, il che crea l'effetto della levitazione dell'albero. Un tale sistema può anche essere assemblato a mano.

Vantaggi

Naturalmente, il vantaggio principale è l'assenza di interazione meccanica tra il rotore rotante e lo statore (anello).

Da ciò ne consegue che tali cuscinetti sono molto durevoli, ovvero hanno una maggiore resistenza all'usura. Inoltre, il design del meccanismo ne consente l'utilizzo in ambienti aggressivi: alte/basse temperature, aria aggressiva. Pertanto, gli MF sono sempre più utilizzati nell'industria spaziale.

svantaggi

Sfortunatamente, il sistema ha anche molti svantaggi. Questi includono:

• Difficoltà nel controllo delle sospensioni attive. È necessario un complesso e costoso sistema di controllo del gimbal elettronico. Il suo uso può essere giustificato solo nelle industrie "costose": spaziale e militare.
• La necessità di utilizzare cuscinetti di sicurezza. Un'improvvisa interruzione di corrente o un guasto della bobina magnetica può portare a conseguenze catastrofiche per l'intero sistema meccanico. Pertanto, per l'assicurazione, insieme ai cuscinetti magnetici, vengono utilizzati anche i cuscinetti meccanici. In caso di guasto dei principali, potranno sostenere il carico ed evitare gravi danni.
• Riscaldamento dell'avvolgimento della bobina. A causa del passaggio di una corrente che crea un campo magnetico, l'avvolgimento delle bobine si riscalda, il che è spesso un fattore sfavorevole. Pertanto, è necessario utilizzare unità di raffreddamento speciali, che aumentano ulteriormente il costo dell'utilizzo del gimbal.

Aree di utilizzo

La capacità di lavorare a qualsiasi temperatura, in vuoto e in assenza di lubrificazione consente l'utilizzo di appendini nell'industria spaziale, nelle macchine dell'industria della raffinazione del petrolio. Hanno anche trovato la loro applicazione nelle centrifughe a gas per l'arricchimento dell'uranio. Diverse centrali elettriche utilizzano anche i maglev nei loro gruppi elettrogeni.

Di seguito alcuni video interessanti sull'argomento.

Il principio del suo funzionamento si basa sull'uso della forza che agisce su un conduttore portatore di corrente posto in un campo magnetico. Un conduttore percorso da corrente può essere solido o liquido. In quest'ultimo caso vengono chiamati i supporti

tipo conduttivo magnetoidrodinamico. A seconda del tipo di corrente, le sospensioni conduttive si dividono in corrente continua e corrente alternata (il campo magnetico e la corrente devono essere in fase).

La sospensione conduttiva mostrata in Figura 1.2.5 ha una struttura semplice e allo stesso tempo ha un'elevata capacità di carico.

Figura 1.2.5 - Sospensione conduttiva

Uno svantaggio significativo che limita l'uso di sospensioni conduttive è la necessità di eccitare le correnti direttamente sul corpo sospeso, il che comporta un aumento significativo del proprio peso e una diminuzione dell'efficacia della sospensione. La necessità di una grande fonte di corrente può anche essere attribuita agli svantaggi.

Un esiguo numero di opere sono dedicate ai supporti di conduzione, ma non hanno ancora trovato ampia applicazione. Al momento, la sospensione conduttiva viene utilizzata nella metallurgia (per la fusione di metalli puri), nel trasporto.

Sospensioni magnetiche attive

Sospensione magnetica attiva? si tratta di un dispositivo elettromagnetico controllato che mantiene la parte rotante della macchina (rotore) in una determinata posizione rispetto alla parte stazionaria (statore).

Le sospensioni magnetiche attive richiedono una speciale unità elettronica di feedback esterno.

Per spiegare il principio di funzionamento di una sospensione magnetica attiva, si consideri la Figura 1.2.6, che mostra il diagramma strutturale più semplice della sospensione. È costituito da un sensore che misura lo spostamento del corpo sospeso rispetto alla posizione di equilibrio, un regolatore che elabora il segnale di misura, un amplificatore di potenza alimentato da una sorgente esterna che converte questo segnale in una corrente di controllo nell'avvolgimento dell'elettromagnete. Questo segnale provoca forze che trattengono e riportano il corpo ferromagnetico in uno stato di equilibrio.

Un evidente vantaggio dei circuiti attivi è la capacità di ottenere una più efficiente regolazione del campo di pesatura e, di conseguenza, migliori caratteristiche di potenza. La sospensione attiva ha un'elevata capacità di carico, un'elevata resistenza meccanica, un'ampia gamma di rigidità e smorzamento, nessun rumore e vibrazione, impermeabile all'inquinamento, nessuna usura, nessuna necessità di lubrificazione, ecc. La stabilità della sospensione, così come la necessaria rigidità e smorzamento, si ottiene scegliendo la legge di controllo. Gli svantaggi della sospensione magnetica attiva includono il costo elevato, il consumo di energia da una fonte esterna, la complessità dell'unità di controllo elettronica, ecc.

Figura 1.2.6 - Sospensione magnetica attiva

Importanti campi di applicazione dei cuscinetti magnetici attivi sono la tecnologia spaziale (pompe turbomolecolari sotto vuoto), le apparecchiature mediche, le apparecchiature per l'industria alimentare, il trasporto via terra ad alta velocità, ecc.

dopo aver visto video di singoli compagni, come

Ho deciso e sarò notato in questo thread. secondo me il video è piuttosto analfabeta, quindi è del tutto possibile fischiare dalle bancarelle.

passando attraverso un sacco di schemi nella mia testa, guardando il principio della sospensione nella parte centrale del video di Beletsky, capendo come funziona il giocattolo "levitrnon", sono arrivato a uno schema semplice. è chiaro che dovrebbero esserci due punte di supporto sullo stesso asse, la punta stessa è in acciaio e gli anelli sono fissati rigidamente sull'asse. invece di anelli solidi, è del tutto possibile posizionare magneti non molto grandi a forma di prisma o cilindro disposti in cerchio. Il principio è lo stesso del famoso giocattolo "Livitron". solo al posto del momento geroscopico, che impedisce il ribaltamento del piano, utilizziamo lo "spalmatura" tra le tribune fissate rigidamente sull'asse.

Di seguito un video con un giocattolo "Livitron"

ed ecco lo schema che vi propongo. in effetti, questo è il giocattolo nel video sopra, ma come ho detto, ha bisogno di qualcosa che non permetta il ribaltamento della punta di supporto. il video sopra utilizza la coppia giroscopica, io uso due sottobicchieri e un distanziatore tra di loro.

Proviamo a giustificare il lavoro di questo disegno, come lo vedo io:

i magneti si respingono, il che significa un punto debole: è necessario stabilizzare questi picchi lungo l'asse. qui ho usato questa idea: il magnete sta cercando di spingere la punta nell'area con l'intensità di campo più bassa, perché. la punta ha una magnetizzazione opposta all'anello e il magnete stesso è anulare, dove in un'area sufficientemente ampia situata lungo l'asse, l'intensità è inferiore rispetto alla periferia. quelli. la distribuzione dell'intensità del campo magnetico nella forma ricorda un vetro: l'intensità è massima nella parete e minima sull'asse.

il picco dovrebbe stabilizzarsi lungo l'asse, mentre viene spinto fuori dal magnete ad anello nell'area con l'intensità di campo più bassa. quelli. se ci sono due punte di questo tipo sullo stesso asse e i magneti ad anello sono fissati rigidamente, l'asse dovrebbe "appendere".

si scopre che è nella zona con un'intensità di campo inferiore che è energeticamente più favorevole.

Dopo aver cercato su Internet, ho trovato un design simile:

qui si forma anche una zona con meno tensione, si trova anche lungo l'asse tra i magneti, viene utilizzato anche l'angolo. in generale, l'ideologia è molto simile, tuttavia, se parliamo di un cuscinetto compatto, l'opzione sopra sembra migliore, ma richiede magneti di forma speciale. quelli. la differenza tra gli schemi è che estrudo la parte di supporto nella zona con meno tensione e, nello schema sopra, la stessa formazione di tale zona garantisce la posizione sull'asse.
Per chiarezza di confronto, ho ridisegnato il mio diagramma:

sono essenzialmente immagini speculari. in generale, l'idea non è nuova: ruotano tutti attorno alla stessa cosa, ho anche il sospetto che l'autore del video sopra semplicemente non abbia cercato le soluzioni proposte

qui è praticamente uno a uno, se gli arresti conici non sono solidi, ma compositi: un circuito magnetico + un magnete anulare, il mio circuito risulterà. Direi anche che l'idea iniziale non ottimizzata è l'immagine qui sotto. solo l'immagine sopra funziona per "l'attrazione" del rotore e inizialmente avevo pianificato di "respingere"


per i particolarmente dotati, voglio notare che questa sospensione non viola il teorema di Earnshaw (divieto). il fatto è che non si tratta qui di una sospensione puramente magnetica, senza una rigida fissazione dei centri sull'asse, cioè un asse è rigidamente fissato, niente funzionerà. quelli. si tratta di scegliere un fulcro e niente di più.

infatti, se guardi il video di Beletsky, puoi vedere che all'incirca questa configurazione di campi è già utilizzata ovunque, manca solo il tocco finale. il circuito magnetico conico distribuisce la "repulsione" lungo due assi, ma Irnshaw ha ordinato che il terzo asse fosse fissato in modo diverso, non ho discusso e l'ho fissato meccanicamente in modo rigido. perché Beletsky non abbia provato questa opzione, non lo so. infatti, ha bisogno di due "livitron": fissa i supporti sull'asse e collegali alle cime con un tubo di rame.

puoi anche notare che puoi usare punte di qualsiasi diamagnete sufficientemente forte al posto di un magnete di polarità opposta all'anello di supporto magnetico. quelli. sostituire il fascio magnete + circuito magnetico conico, solo con un cono diamagnetico. la fissazione sull'asse sarà più affidabile, ma i diamagneti non differiscono per la forte interazione e per le intensità di campo elevate e un grande "volume" di questo campo è necessario per applicarlo almeno in qualche modo. a causa del fatto che il campo è assialmente uniforme rispetto all'asse di rotazione, non ci saranno cambiamenti nel campo magnetico durante la rotazione, ad es. un tale cuscinetto non crea resistenza alla rotazione.

logicamente, un tale principio dovrebbe essere applicabile anche alla sospensione di plasma: una "bottiglia magnetica" rattoppata (corktron), cosa aspetteremo e vedremo.

perché sono così sicuro del risultato? beh, perché non può che esistere :) l'unica cosa che può essere necessaria sono i circuiti magnetici a forma di cono e coppa per una configurazione di campo più "rigida".
bene, puoi anche trovare un video con una sospensione simile:

qui l'autore non utilizza alcun circuito magnetico e usa l'enfasi sull'ago, come generalmente è necessario, comprendendo il teorema di Earnshaw. ma dopotutto, gli anelli sono già fissati rigidamente sull'asse, il che significa che puoi allargare l'asse tra di loro, cosa che si ottiene facilmente utilizzando nuclei magnetici conici su magneti sull'asse. quelli. fino a quando il "fondo" del "vetro magnetico" non è stato forato, è sempre più difficile spingere il circuito magnetico nell'anello. la permeabilità magnetica dell'aria è inferiore a quella del circuito magnetico: una diminuzione del traferro comporterà un aumento dell'intensità del campo. quelli. un asse è rigidamente fissato meccanicamente, quindi i supporti sull'ago non saranno necessari. quelli. guarda la prima immagine.

PS
ecco cosa ho trovato. della serie, una brutta testa non dà pentimento alle mani - l'autore è ancora Biletsky - è incasinato lì, la mamma non piange - la configurazione del campo è abbastanza complicata, inoltre, non è uniforme lungo l'asse di rotazione, cioè durante la rotazione si verificherà una variazione dell'induzione magnetica nell'asse con tutto sporgente... prestare attenzione alla pallina nell'anello magnetico, d'altra parte, il cilindro nell'anello magnetico. quelli. l'uomo ha stupidamente sbagliato il principio di sospensione qui descritto.

bene, o saldato la sospensione nella foto, ad es. i peperoni nella foto usano dei supporti sull'ago, e lui ha appeso una pallina al posto dell'ago - oh shaitan - ha funzionato - chi l'avrebbe mai detto (ricordo che mi hanno dimostrato che non capivo correttamente il teorema di Earnshaw), ma a quanto pare non è da pazzi appendere due palline e usare solo due anelli a sufficienza. quelli. il numero di magneti nel dispositivo sul video può essere facilmente ridotto a 4, ed eventualmente fino a 3 cioè una configurazione con un cilindro in un anello e una sfera nell'altro può essere considerata sperimentalmente collaudata, vedere il disegno dell'idea originale. lì ho usato due stop simmetrici e un cilindro + cono, anche se penso che il cono che parte della sfera dal polo al diametro funzioni allo stesso modo.

quindi, l'enfasi stessa appare così: questo è un circuito magnetico (cioè ferro, nichel, ecc.) È solo

viene posato un anello magnetico. la parte reciproca è la stessa, solo viceversa :) e due arresti funzionano nella spinta - compagno Earnshaw ha proibito di lavorare in una sola fermata.

Molti utenti di cuscinetti considerano cuscinetti magnetici una sorta di "scatola nera", sebbene siano stati utilizzati nell'industria per un periodo piuttosto lungo. Solitamente vengono utilizzati nel trasporto o nella preparazione del gas naturale, nei processi di sua liquefazione, e così via. Spesso sono utilizzati da complessi di trattamento del gas galleggiante.

I cuscinetti magnetici funzionano per levitazione magnetica. Funzionano grazie alle forze generate dal campo magnetico. In questo caso, le superfici non entrano in contatto tra loro, quindi non è necessaria alcuna lubrificazione. Questo tipo di cuscinetto è in grado di funzionare anche in condizioni piuttosto difficili, vale a dire a temperature criogeniche, pressioni estreme, velocità elevate e così via. Allo stesso tempo, i cuscinetti magnetici mostrano un'elevata affidabilità.

Il rotore di un cuscinetto radiale, dotato di piastre ferromagnetiche, è tenuto in posizione per mezzo di campi magnetici creati da elettromagneti posti sullo statore. Il funzionamento dei cuscinetti assiali si basa sugli stessi principi. In questo caso, di fronte agli elettromagneti sul rotore, c'è un disco che viene installato perpendicolarmente all'asse di rotazione. La posizione del rotore è monitorata da sensori induttivi. Questi sensori rilevano rapidamente tutte le deviazioni dalla posizione nominale, per cui creano segnali che controllano le correnti nei magneti. Queste manipolazioni consentono di mantenere il rotore nella posizione desiderata.

Vantaggi dei cuscinetti magnetici innegabile: non necessitano di lubrificazione, non minacciano l'ambiente, consumano poca energia e, per l'assenza di parti a contatto e sfregamento, lavorano a lungo. Inoltre, i cuscinetti magnetici hanno un basso livello di vibrazioni. Oggi ci sono modelli con un sistema di monitoraggio e controllo delle condizioni integrato. Attualmente i cuscinetti magnetici sono utilizzati principalmente nei turbocompressori e nei compressori per gas naturale, idrogeno e aria, nella tecnologia criogenica, negli impianti di refrigerazione, nei turboespansori, nella tecnologia del vuoto, nei generatori di potenza, nelle apparecchiature di controllo e misura, in alta macchine per lucidare, fresare e rettificare ad alta velocità.

Il principale svantaggio dei cuscinetti magnetici- dipendenza dai campi magnetici. La scomparsa del campo può portare a un guasto catastrofico del sistema, quindi vengono spesso utilizzati con cuscinetti di sicurezza. Di solito utilizzano cuscinetti volventi in grado di resistere a due o un guasto dei modelli magnetici, dopodiché richiedono la sostituzione immediata. Inoltre, per i cuscinetti magnetici vengono utilizzati sistemi di controllo ingombranti e complessi, che complicano notevolmente il funzionamento e la riparazione del cuscinetto. Ad esempio, per controllare questi cuscinetti viene spesso installato uno speciale armadio di controllo. Questo cabinet è un controller che interagisce con cuscinetti magnetici. Con il suo aiuto, viene fornita corrente agli elettromagneti, che regola la posizione del rotore, garantendone la rotazione senza contatto e mantenendo la sua posizione stabile. Inoltre, durante il funzionamento dei cuscinetti magnetici, potrebbe esserci un problema di riscaldamento dell'avvolgimento di questa parte, che si verifica a causa del passaggio di corrente. Pertanto, con alcuni cuscinetti magnetici, a volte vengono installati sistemi di raffreddamento aggiuntivi.

Uno dei maggiori produttori di cuscinetti magnetici- Società S2M, che è stata coinvolta nello sviluppo dell'intero ciclo di vita dei cuscinetti magnetici, nonché dei motori a magneti permanenti: dallo sviluppo alla messa in servizio, alla produzione e alle soluzioni pratiche. S2M ha sempre cercato di perseguire una politica innovativa volta a semplificare la progettazione dei cuscinetti necessaria per ridurre i costi. Ha cercato di rendere i modelli magnetici più accessibili per un uso più ampio da parte del mercato dei consumatori industriali. Le aziende che producono vari compressori e pompe per vuoto, principalmente per l'industria petrolifera e del gas, hanno collaborato con S2M. Un tempo, la rete dei servizi S2M si diffondeva in tutto il mondo. Aveva uffici in Russia, Cina, Canada e Giappone. Nel 2007, S2M è stata acquisita dal Gruppo SKF per cinquantacinque milioni di euro. Oggi, i cuscinetti magnetici basati sulle loro tecnologie sono prodotti dalla divisione di produzione di A&MC Magnetic Systems.

I sistemi modulari compatti ed economici dotati di cuscinetti magnetici vengono utilizzati sempre più nell'industria. Rispetto alle consuete tecnologie tradizionali, presentano molti vantaggi. Gli innovativi sistemi motore/cuscinetto miniaturizzati hanno permesso di integrare tali sistemi nei moderni prodotti di serie. Oggi sono utilizzati nelle industrie ad alta tecnologia (produzione di semiconduttori). Le recenti invenzioni e sviluppi nel campo dei cuscinetti magnetici sono chiaramente finalizzate alla massima semplificazione strutturale di questo prodotto. Questo per ridurre il costo dei cuscinetti, rendendoli più accessibili a un mercato più ampio di utenti industriali che hanno chiaramente bisogno di questo tipo di innovazione.

Parlando di cuscinetti magnetici o sospensioni senza contatto, non si possono non notare le loro notevoli qualità: non serve lubrificazione, non ci sono parti di sfregamento, quindi non ci sono perdite per attrito, livello di vibrazioni estremamente basso, velocità relativa elevata, basso consumo energetico , un sistema per il controllo e il monitoraggio automatico delle condizioni dei cuscinetti, la capacità di tenuta.

Tutti questi vantaggi rendono i cuscinetti magnetici la soluzione migliore per molte applicazioni: per turbine a gas, per criogenia, nei generatori di potenza ad alta velocità, per dispositivi per il vuoto, per varie macchine utensili e altre apparecchiature, comprese quelle ad alta precisione e ad alta velocità (circa 100.000 rpm), dove è importante l'assenza di perdite meccaniche, interferenze ed errori.

Fondamentalmente, i cuscinetti magnetici si dividono in due tipi: cuscinetti magnetici passivi e attivi. Vengono realizzati cuscinetti magnetici passivi, ma questo approccio è tutt'altro che ideale, quindi viene utilizzato raramente. Possibilità tecniche più flessibili e ampie si aprono con cuscinetti attivi, in cui il campo magnetico è creato da correnti alternate negli avvolgimenti del nucleo.

Come funziona un cuscinetto magnetico senza contatto

Il funzionamento di una sospensione o cuscinetto magnetico attivo si basa sul principio della levitazione elettromagnetica - levitazione mediante campi elettrici e magnetici. Qui, la rotazione dell'albero nel cuscinetto avviene senza contatto fisico delle superfici tra loro. Per questo motivo la lubrificazione è completamente esclusa e l'usura meccanica è comunque assente. Ciò aumenta l'affidabilità e l'efficienza delle macchine.

Gli esperti notano anche l'importanza di avere il controllo sulla posizione dell'albero del rotore. Il sistema di sensori monitora continuamente la posizione dell'albero e invia segnali al sistema di controllo automatico per un posizionamento preciso regolando il campo magnetico di posizionamento dello statore - la forza di attrazione dal lato desiderato dell'albero è resa più forte o più debole regolando il corrente negli avvolgimenti dello statore dei cuscinetti attivi.

Due cuscinetti attivi conici o due cuscinetti attivi radiali e uno assiale consentono la sospensione senza contatto del rotore letteralmente nell'aria. Il sistema di controllo del gimbal funziona continuamente e può essere digitale o analogico. Ciò garantisce un'elevata forza di tenuta, un'elevata capacità di carico e rigidità e smorzamento regolabili. Questa tecnologia consente ai cuscinetti di funzionare a basse e alte temperature, nel vuoto, ad alte velocità e in condizioni di maggiore sterilità.

Da quanto sopra, è chiaro che le parti principali di un sistema di sospensione magnetica attiva sono: un cuscinetto magnetico e un sistema di controllo elettronico automatico. Gli elettromagneti agiscono sul rotore continuamente da lati diversi e la loro azione è soggetta ad un sistema di controllo elettronico.

Il rotore di un cuscinetto magnetico radiale è dotato di piastre ferromagnetiche, sulle quali agisce il campo magnetico di ritenzione delle bobine dello statore, per cui il rotore è sospeso al centro dello statore senza toccarlo. I sensori induttivi controllano costantemente la posizione del rotore. Qualsiasi deviazione dalla posizione corretta si traduce in un segnale che viene applicato al controller, in modo che, a sua volta, riporti il ​​rotore nella posizione desiderata. Il gioco radiale può variare da 0,5 a 1 mm.

Un cuscinetto reggispinta magnetico funziona in modo simile. Gli elettromagneti a forma di anello sono fissati sull'albero del disco di spinta. Gli elettromagneti si trovano sullo statore. I sensori assiali si trovano alle estremità dell'albero.

Per trattenere saldamente il rotore della macchina durante il suo arresto o al momento del guasto del sistema di tenuta, vengono utilizzati cuscinetti a sfere di sicurezza, che sono fissati in modo che lo spazio tra loro e l'albero sia impostato pari alla metà di quello del cuscinetto magnetico .

Il sistema di controllo automatico è situato nell'armadio ed è responsabile della corretta modulazione della corrente che passa attraverso gli elettromagneti, in base ai segnali dei sensori di posizione del rotore. La potenza degli amplificatori è correlata alla forza massima degli elettromagneti, alla dimensione del traferro e al tempo di risposta del sistema ad una variazione della posizione del rotore.

Capacità dei cuscinetti magnetici senza contatto

La velocità di rotazione massima possibile del rotore in un cuscinetto magnetico radiale è limitata solo dalla capacità delle piastre del rotore ferromagnetico di resistere alla forza centrifuga. Tipicamente, il limite di velocità circonferenziale è di 200 m/s, mentre per i cuscinetti magnetici assiali, il limite è limitato dalla resistenza dell'acciaio fuso a spinta a 350 m/s con materiali convenzionali.

Il carico massimo che può sopportare un cuscinetto del diametro e della lunghezza corrispondenti dello statore del cuscinetto dipende anche dai ferromagneti utilizzati. Per i materiali standard, la pressione massima è 0,9 N/cm2, che è inferiore a quella dei cuscinetti a contatto convenzionali, tuttavia, la perdita di carico può essere compensata da un'elevata velocità periferica con un diametro dell'albero maggiore.

Il consumo di energia di un cuscinetto magnetico attivo non è molto elevato. Le correnti parassite rappresentano le maggiori perdite nel cuscinetto, ma questa è dieci volte inferiore all'energia che viene sprecata quando i cuscinetti convenzionali vengono utilizzati nelle macchine. Vengono eliminati giunti, barriere termiche e altri dispositivi, i cuscinetti funzionano efficacemente sotto vuoto, elio, ossigeno, acqua di mare, ecc. L'intervallo di temperatura va da -253°C a +450°C.

Svantaggi relativi dei cuscinetti magnetici

Nel frattempo, ci sono cuscinetti magnetici e svantaggi.

Innanzitutto la necessità di utilizzare cuscinetti volventi ausiliari in grado di sopportare un massimo di due guasti, dopodiché devono essere sostituiti con nuovi.

In secondo luogo, la complessità del sistema di controllo automatico, che, in caso di guasto, richiederà riparazioni complesse.

In terzo luogo, la temperatura dell'avvolgimento dello statore del cuscinetto aumenta con correnti elevate: gli avvolgimenti si riscaldano e necessitano di raffreddamento personale, preferibilmente liquido.

Infine, il consumo di materiale di un cuscinetto senza contatto risulta essere elevato, poiché l'area della superficie del cuscinetto deve essere ampia per mantenere una forza magnetica sufficiente: il nucleo dello statore del cuscinetto è grande e pesante. Più il fenomeno della saturazione magnetica.

Ma, nonostante le apparenti carenze, i cuscinetti magnetici sono già ampiamente utilizzati, anche nei sistemi ottici ad alta precisione e nei sistemi laser. In un modo o nell'altro, dalla metà del secolo scorso, i cuscinetti magnetici sono migliorati continuamente.