Alle ved, at magneter har tendens til at tiltrække metaller. En magnet kan også tiltrække en anden. Men interaktionen mellem dem er ikke begrænset til tiltrækning, de kan frastøde hinanden. Stoffet er i magnetens poler - modsatte poler tiltrækker, de samme poler frastøder. Denne egenskab er grundlaget for alle elektriske motorer og ret kraftige.
Der er også sådan noget som levitation under påvirkning af et magnetfelt, når en genstand placeret over en magnet (med en pol, der ligner den) hænger i rummet. Denne effekt er blevet omsat i praksis i det såkaldte magnetiske leje.
Hvad er et magnetisk leje
En anordning af elektromagnetisk type, hvor en roterende aksel (rotor) er understøttet i en stationær del (stator) af magnetiske fluxkræfter, kaldes et magnetisk leje. Når mekanismen er i drift, påvirkes den af fysiske kræfter, der har tendens til at forskyde aksen. For at overvinde dem var det magnetiske leje udstyret med et kontrolsystem, der overvåger belastningen og giver et signal til at kontrollere styrken af den magnetiske flux. Magneter er til gengæld stærkere ellerhar mindre effekt på rotoren, idet den holder den i midterpositionen.
Magnetiske lejer er blevet meget brugt i industrien. Disse er dybest set kraftige turbomaskiner. På grund af fraværet af friktion og følgelig behovet for at bruge smøremidler øges maskinernes pålidelighed mange gange. Slid på noder observeres praktisk t alt ikke. Det forbedrer også kvaliteten af de dynamiske egenskaber og øger effektiviteten.
Aktive magnetiske lejer
Magnetisk leje, hvor kraftfeltet skabes ved hjælp af elektromagneter, kaldes aktivt. Positionelle elektromagneter er placeret i lejestatoren, rotoren er repræsenteret af en metalaksel. Hele systemet, der holder akslen i enheden, kaldes aktiv magnetisk suspension (AMP). Den har en kompleks struktur og består af to dele:
- lejeblok;
- elektroniske styresystemer.
Grundlæggende elementer i AMP
Radi alt leje. En enhed, der har elektromagneter på statoren. De holder rotoren. Der er specielle ferromagnetplader på rotoren. Når rotoren er ophængt i midtpunktet, er der ingen kontakt med statoren. Induktive sensorer sporer den mindste afvigelse af rotorens position i rummet fra den nominelle. Signaler fra dem styrer styrken af magneterne på et eller andet tidspunkt for at genoprette balancen i systemet. Den radiale frigang er 0,50-1,00 mm, den aksiale frigang er 0,60-1,80 mm
- Magnetisk lejefremstød fungerer på samme måde som radial. En trykskive er fastgjort på rotorakslen, på begge sider af hvilken der er monteret elektromagneter på statoren.
- Sikkerhedslejer er designet til at holde rotoren, når enheden er slukket eller i nødsituationer. Under drift er magnetiske hjælpelejer ikke involveret. Afstanden mellem dem og rotorakslen er halvdelen af et magnetisk leje. Sikkerhedselementer er samlet på basis af kugleanordninger eller glidelejer.
- Kontrolelektronik inkluderer rotorakselpositionssensorer, omformere og forstærkere. Hele systemet fungerer efter princippet om at justere den magnetiske flux i hvert enkelt elektromagnetmodul.
Passive magnetiske lejer
Permanente magnetlejer er rotorakselholdesystemer, der ikke bruger et feedbackkontrolkredsløb. Levitation udføres kun på grund af kræfterne fra højenergi permanente magneter.
Ulempen ved en sådan suspension er behovet for at bruge et mekanisk stop, hvilket fører til dannelse af friktion og reducerer systemets pålidelighed. Det magnetiske stop i teknisk forstand er endnu ikke implementeret i denne ordning. Derfor bruges et passivt leje i praksis sjældent. Der er en patenteret model, for eksempel en Nikolaev-ophæng, som endnu ikke er blevet kopieret.
Magnetisk tape i hjulleje
Koncept"magnetisk hjulleje" refererer til ASB-systemet, som er meget udbredt i moderne køretøjer. ASB-lejet er anderledes ved, at det har en indbygget hjulhastighedssensor indeni. Denne sensor er en aktiv enhed indlejret i lejeafstandsstykket. Den er bygget på basis af en magnetisk ring, hvorpå polerne af et element, der aflæser ændringen i magnetisk flux, veksler.
Når lejet roterer, er der en konstant ændring i det magnetiske felt, der skabes af den magnetiske ring. Sensoren registrerer denne ændring og genererer et signal. Signalet sendes derefter til mikroprocessoren. Takket være det fungerer systemer som ABS og ESP. De retter allerede bilens arbejde. ESP er ansvarlig for elektronisk stabilisering, ABS regulerer hjulenes rotation, trykniveauet i systemet er bremsen. Den overvåger styresystemets funktion, acceleration i sideretningen og korrigerer også driften af transmissionen og motoren.
Den største fordel ved ASB-lejet er evnen til at styre rotationshastigheden selv ved meget lave hastigheder. Samtidig forbedres vægt- og størrelsesindikatorerne for navet, installationen af lejet er forenklet.
Sådan laver man et magnetisk leje
Det enkleste gør-det-selv magnetiske leje er nemt at lave. Den er ikke egnet til praktisk brug, men den vil tydeligt vise mulighederne for magnetisk kraft. For at gøre dette skal du bruge fire neodymmagneter med samme diameter, to magneter med en lidt mindre diameter, et skaft, for eksempel et stykke plastikrør, og en betoning,for eksempel en halvliters glaskrukke. Magneter med en mindre diameter er fastgjort til enderne af røret med varm lim på en sådan måde, at der opnås en spole. I midten af en af disse magneter er der limet en plastikkugle på ydersiden. Identiske pæle skal vende udad. Fire magneter med de samme poler opad lægges ud i par i en afstand af længden af rørsegmentet. Rotoren placeres over de liggende magneter og på den side, hvor plastikkuglen er limet, understøttes den med en plastikkrukke. Her er det magnetiske leje og klar.
