O principio de funcionamento e a clasificación dos rolamentos magnéticos

 

rolamento magnéticoOs sistemas pódense dividir en tres categorías segundo os seus principios de funcionamento: rolamentos magnéticos activos, rolamentos magnéticos pasivos e rolamentos magnéticos híbridos.

 

Rodamento magnético activo

 

Os rolamentos magnéticos activos empregan forza electromagnética controlable para levitar o eixe rotatorio, que está composto principalmente por rotores, solenoides, sensores, controladores e amplificadores de potencia. Os solenoides están montados nun estator suspendido nun campo magnético xerado polos electroimáns colocados en simetría radial, cada un dos cales está equipado cun ou máis sensores para monitorizar continuamente os cambios na posición do eixe. O sinal de saída do sensor, coa axuda do sistema de control electrónico, corrixe a corrente a través do electroimán, para controlar a atracción do electroimán, de xeito que o eixe rotatorio funcione nun estado estable e equilibrado e alcance certos requisitos de precisión.

 

Os rodamientos magnéticos activos pódense dividir en control de corrente e control de tensión segundo diferentes métodos de control, e pódense dividir en rodamientos magnéticos radiais e rodamientos magnéticos axiais segundo diferentes métodos de soporte. Na actualidade, entre os rodamientos magnéticos activos, o máis utilizado é o rodamiento magnético controlado por corrente continua.

 

A parte mecánica do rodamento magnético activo está composta xeralmente por un rodamento radial e un rodamento axial, e o rodamento radial está composto por un estator (electroimán) e un rotor; os rodamentos axiais constan dun estator (electroimán) e unha placa de empuxe.

 

Debido a que o rolamento magnético activo ten as vantaxes da posición do rotor, a rixidez e a amortiguación do rolamento poden ser determinadas polo sistema de control, foi o máis utilizado no campo da levitación magnética, e a investigación do rolamento magnético activo sempre foi o foco da investigación da tecnoloxía de levitación magnética. Despois de anos de traballo duro, a súa teoría e métodos de deseño maduraron cada vez máis.

 

Rodamento magnético pasivo

 

Como tipo de rolamento magnético, o rolamento magnético pasivo ten as súas propias vantaxes únicas: é de tamaño pequeno, non consume enerxía e ten unha estrutura sinxela. A maior diferenza entre os rolamentos magnéticos pasivos e os rolamentos magnéticos activos é que os primeiros non teñen un sistema de control electrónico activo, senón que utilizan as características do propio campo magnético para levitar o eixe rotatorio. Na actualidade, os rolamentos magnéticos pasivos máis empregados son os rolamentos de imán permanente compostos por imáns permanentes. Os rolamentos de imán permanente pódense dividir en dous tipos: de repulsión e de succión.

 

Os rodamentos de imán permanente pasivo pódense usar tanto como rodamentos radiais como rodamentos axiales (rodamentos axiais), e ambos poden ser de succión ou de repulsión. Dependendo da dirección da magnetización e da posición relativa do anel magnético, os rodamentos de imán permanente teñen unha variedade de estruturas de circuítos magnéticos. Pero hai dúas estruturas básicas.

 

O outro tipo de rolamento magnético pasivo baséase na forza de succión que actúa entre os compoñentes magnéticos brandos magnetizados. Cando o compoñente do rotor se move radialmente, o efecto de succión provén do cambio na magnetorresistencia, polo que tamén se denomina "rolamento magnetorresistivo". Este tipo de rolamento pódese deseñar de xeito que a parte do imán permanente non xire e só xire a parte de ferro brando, de xeito que o sistema teña unha mellor estabilidade.

 

A combinación dos efectos estabilizadores dos rolamentos de reluctancia e os solenoides activos dá como resultado un sistema de rolamentos magnéticos cun consumo de enerxía mínimo.

 

Rodamentos magnéticos híbridos

 

Os rodamentos magnéticos híbridos fórmanse sobre a base de rodamentos magnéticos activos, rodamentos magnéticos pasivos e outras estruturas auxiliares de soporte e estabilización: un tipo de sistema combinado de rodamentos magnéticos. Ten en conta as características integrais dos rodamentos magnéticos activos e dos rodamentos magnéticos pasivos.

 

O rolamento magnético híbrido usa o campo magnético xerado polo imán permanente para substituír o campo magnético de polarización estática do electroimán, o que non só pode reducir significativamente o consumo de enerxía do amplificador de potencia, senón tamén reducir á metade o número de voltas en amperios do electroimán, reducir o volume do rolamento magnético e mellorar a capacidade de carga.

 

Dado que un campo magnético de polarización é xerado por un imán permanente e un campo magnético controlado é xerado polo electroimán, os rolamentos magnéticos híbridos desprazados con imán permanente teñen as seguintes vantaxes:

 

1) O imán permanente úsase para proporcionar o campo magnético estático de polarización e o electroimán só proporciona o campo magnético de control para equilibrar a carga ou a interferencia externa, o que pode evitar a perda de potencia causada pola corrente de polarización do sistema e reducir o quecemento da bobina.

 

2) O número de voltas necesario para o electroimán do rolamento magnético híbrido é moito menor que o do rolamento magnético activo, o que favorece a redución do volume do rolamento magnético e o aforro de materiais. Este tipo de rolamento ten as vantaxes do pequeno tamaño, peso lixeiro e alta eficiencia, e é axeitado para aplicacións de miniaturización e pequeno tamaño.