Arbeidsprinsippet og klassifiseringen av magnetiske lagre

 

Magnetisk lagerSystemer kan deles inn i tre kategorier i henhold til deres arbeidsprinsipper: Aktive magnetiske lagre, passive magnetiske lagre og hybride magnetiske lagre.

 

Aktivt magnetisk lager

 

Aktive magnetiske lagre bruker kontrollerbar elektromagnetisk kraft for å sveve den roterende akselen, som hovedsakelig består av rotorer, solenoider, sensorer, kontrollere og effektforsterkere. Solenoidene er montert på en stator som er opphengt i et magnetfelt generert av elektromagnetene plassert i radial symmetri, som hver er utstyrt med en eller flere sensorer for kontinuerlig å overvåke endringer i akselens posisjon. Signalutgangen fra sensoren, ved hjelp av det elektroniske kontrollsystemet, korrigerer strømmen gjennom elektromagneten, for å kontrollere elektromagnetens tiltrekning, slik at den roterende akselen går i en stabil og balansert tilstand, og oppnår visse nøyaktighetskrav.

 

Aktive magnetiske lagre kan deles inn i strømstyring og spenningsstyring i henhold til ulike kontrollmetoder, og kan deles inn i radielle magnetiske lagre og aksiale magnetiske lagre i henhold til ulike støttemetoder. For tiden er det mest brukte blant de aktive magnetiske lagrene det likestrømsstyrte magnetiske lagret.

 

Den mekaniske delen av det aktive magnetiske lageret består vanligvis av et radiallager og et aksiallager, og radiallageret består av en stator (elektromagnet) og en rotor; aksiallager består av en stator (elektromagnet) og en trykkplate.

 

Fordi det aktive magnetiske lagret har fordelene med rotorposisjon, kan lagerstivhet og demping bestemmes av kontrollsystemet, har det vært det mest brukte innen magnetisk levitasjon, og forskning på aktive magnetiske lagre har alltid vært fokus for forskning på magnetisk levitasjonsteknologi. Etter år med hardt arbeid har designteorien og metodene blitt mer og mer modne.

 

Passivt magnetisk lager

 

Som en form for magnetlager har passive magnetlager sine egne unike fordeler, det er lite i størrelse, ikke noe strømforbruk og enkelt i strukturen. Den største forskjellen mellom passive magnetlagre og aktive magnetlagre er at førstnevnte ikke har et aktivt elektronisk kontrollsystem, men bruker egenskapene til magnetfeltet til å sveve den roterende akselen. For tiden er de mest brukte passive magnetlagrene permanentmagnetlagre som er sammensatt av permanentmagneter. Permanentmagnetlagre kan deles inn i to typer: frastøtende type og sugetype.

 

Passive permanentmagnetlagre kan brukes både som radiallagre og aksiallagre (aksiallagre), som begge kan være suge- eller frastøtende. Avhengig av magnetiseringsretningen og den relative plasseringen av den magnetiske ringen, har permanentmagnetlagre en rekke magnetiske kretsstrukturer. Men det finnes to grunnleggende strukturer.

 

Den andre typen passivt magnetlager er basert på sugekraften, som virker mellom de magnetiserte mykmagnetiske komponentene. Når rotorkomponenten beveger seg radielt, kommer sugeeffekten fra endringen i magnetoresistansen, så det kalles også et "magnetoresistivt lager". Denne typen lager kan utformes slik at permanentmagnetdelen ikke roterer, og bare mykjernsdelen roterer, slik at systemet har bedre stabilitet.

 

Kombinasjonen av de stabiliserende effektene av reluktanslagre og aktive solenoider resulterer i et magnetisk lagersystem med minimalt energiforbruk.

 

Hybride magnetiske lagre

 

Hybride magnetiske lagre dannes på basis av aktive magnetiske lagre, passive magnetiske lagre og noen andre hjelpestøtte- og stabiliseringsstrukturer – et slags kombinert magnetisk lagersystem. Det tar hensyn til de omfattende egenskapene til aktive magnetiske lagre og passive magnetiske lagre.

 

Hybridmagnetlageret bruker magnetfeltet generert av permanentmagneten til å erstatte det statiske forspenningsmagnetfeltet til elektromagneten, noe som ikke bare kan redusere strømforbruket til effektforsterkeren betydelig, men også halvere antall ampere-svinger til elektromagneten, redusere volumet til magnetlageret og forbedre bæreevnen.

 

Siden et forspent magnetfelt genereres av en permanentmagnet og et kontrollert magnetfelt genereres av elektromagneten, har permanentmagnetiske hybridmagnetlagre med offset følgende fordeler:

 

1) Permanentmagneten brukes til å gi det statiske magnetfeltet for forspenning, og elektromagneten gir kun kontrollmagnetfeltet for å balansere lasten eller ekstern interferens, noe som kan unngå strømtap forårsaket av systemets forspenningsstrøm og redusere oppvarmingen av spolen.

 

2) Antall omdreininger som kreves for elektromagneten i det hybride magnetiske lageret er mye mindre enn for det aktive magnetiske lageret, noe som bidrar til å redusere volumet til magnetlageret og spare materialer. Denne typen lager har fordelene med liten størrelse, lett vekt og høy effektivitet, og er egnet for miniatyrisering og små størrelsesapplikasjoner.