Funktionsprincippet og klassificeringen af ​​magnetiske lejer

 

Magnetisk lejeSystemer kan opdeles i tre kategorier i henhold til deres arbejdsprincipper: Aktive magnetiske lejer, passive magnetiske lejer og hybride magnetiske lejer.

 

Aktivt magnetisk leje

 

Aktive magnetiske lejer bruger kontrollerbar elektromagnetisk kraft til at svæve den roterende aksel, som hovedsageligt består af rotorer, solenoider, sensorer, controllere og effektforstærkere. Solenoiderne er monteret på en stator, der er ophængt i et magnetfelt genereret af elektromagneter placeret i radial symmetri, som hver er udstyret med en eller flere sensorer til kontinuerligt at overvåge ændringer i akslens position. Signalet fra sensoren korrigerer, ved hjælp af det elektroniske styresystem, strømmen gennem elektromagneten for at styre elektromagnetens tiltrækning, så den roterende aksel kører i en stabil og afbalanceret tilstand og opfylder visse nøjagtighedskrav.

 

Aktive magnetiske lejer kan opdeles i strømstyring og spændingsstyring i henhold til forskellige styringsmetoder, og kan opdeles i radiale magnetiske lejer og aksiale magnetiske lejer i henhold til forskellige understøtningsmetoder. Blandt de aktive magnetiske lejer er det mest anvendte i øjeblikket DC-styrede magnetiske lejer.

 

Den mekaniske del af det aktive magnetiske leje består generelt af et radialleje og et aksialleje, og radiallejet består af en stator (elektromagnet) og en rotor; aksiallejer består af en stator (elektromagnet) og en trykplade.

 

Fordi det aktive magnetiske leje har fordelene ved rotorposition, kan lejets stivhed og dæmpning bestemmes af styresystemet, har det været det mest udbredte inden for magnetisk levitation, og forskning i aktive magnetiske lejer har altid været fokus for forskning i magnetisk levitationsteknologi. Efter mange års hårdt arbejde er dets designteori og metoder blevet mere og mere modne.

 

Passivt magnetisk leje

 

Som en form for magnetleje har passive magnetlejer sine egne unikke fordele, idet de er små i størrelse, intet strømforbrug og enkle i struktur. Den største forskel mellem passive magnetlejer og aktive magnetlejer er, at førstnævnte ikke har et aktivt elektronisk styresystem, men bruger magnetfeltets egenskaber til at svæve den roterende aksel. I øjeblikket er de mest anvendte passive magnetlejer permanente magnetlejer, der er sammensat af permanente magneter. Permanente magnetlejer kan opdeles i to typer: frastødningstype og sugetype.

 

Passive permanentmagnetlejer kan bruges som både radiale lejer og axiale lejer (aksiale lejer), som begge kan være suge- eller frastødningslejer. Afhængigt af magnetiseringsretningen og den relative position af den magnetiske ring har permanentmagnetlejer en række forskellige magnetiske kredsløbsstrukturer. Men der er to grundlæggende strukturer.

 

Den anden type passivt magnetleje er baseret på sugekraften, som virker mellem de magnetiserede bløde magnetiske komponenter. Når rotorkomponenten bevæger sig radialt, kommer sugeeffekten fra ændringen i magnetoresistens, så det kaldes også et "magnetoresistivt leje". Denne type leje kan designes, så den permanente magnetdel ikke roterer, og kun den bløde jerndel roterer, så systemet har bedre stabilitet.

 

Kombinationen af ​​de stabiliserende effekter af reluktanslejer og aktive solenoider resulterer i et magnetisk lejesystem med minimalt energiforbrug.

 

Hybride magnetiske lejer

 

Hybride magnetiske lejer er dannet på basis af aktive magnetiske lejer, passive magnetiske lejer og nogle andre hjælpestøtte- og stabiliseringsstrukturer - en slags kombineret magnetisk lejesystem. Det tager højde for de omfattende egenskaber ved aktive magnetiske lejer og passive magnetiske lejer.

 

Hybridmagnetlejer bruger det magnetfelt, der genereres af permanentmagneten, til at erstatte elektromagnetens statiske biasmagnetfelt, hvilket ikke kun kan reducere effektforstærkerens strømforbrug betydeligt, men også halvere antallet af ampere-omdrejninger på elektromagneten, reducere magnetlejets volumen og forbedre bæreevnen.

 

Da et biasmagnetfelt genereres af en permanent magnet, og et kontrolleret magnetfelt genereres af elektromagneten, har permanentmagnetiske offset hybridmagnetlejer følgende fordele:

 

1) Den permanente magnet bruges til at tilvejebringe det statiske biasmagnetfelt, og elektromagneten leverer kun det styrede magnetfelt til at afbalancere belastningen eller ekstern interferens, hvilket kan undgå effekttab forårsaget af systemets biasstrøm og reducere opvarmningen af ​​spolen.

 

2) Antallet af omdrejninger, der kræves for elektromagneten i det hybride magnetleje, er meget mindre end for det aktive magnetleje, hvilket er med til at reducere magnetlejets volumen og spare materialer. Denne type leje har fordelene ved lille størrelse, let vægt og høj effektivitet og er velegnet til miniaturisering og små applikationer.