מיסבים מגנטיים ללא מגע: מכשיר, יכולות, יתרונות וחסרונות

אם כבר מדברים על מיסבים מגנטיים או מתלים ללא מגע, אי אפשר שלא לשים לב לאיכויות המדהימות שלהם: אין צורך בשימון, ללא חלקי שפשוף, ולכן אין הפסדי חיכוך, רמת רעידות נמוכה במיוחד, מהירות יחסית גבוהה, צריכת אנרגיה נמוכה, בקרה אוטומטית וניטור מיסבים מערכת, יכולת איטום.

כל היתרונות הללו הופכים את המיסבים המגנטיים לפתרונות הטובים ביותר עבור יישומים רבים: עבור טורבינות גז, עבור טכנולוגיה קריוגנית, בגנרטורים חשמליים במהירות גבוהה, עבור מכשירי ואקום, עבור מכונות שונות לחיתוך מתכות וציוד אחר, כולל דיוק גבוה ומהיר. (בערך 100,000 סל"ד), כאשר היעדר הפסדים מכניים, הפרעות ושגיאות חשוב.

בעיקרון, מיסבים מגנטיים מסווגים לשני סוגים: מיסבים מגנטיים פסיביים ופעילים. מיסבים מגנטיים פסיביים מיוצרים מבוסס על מגנטים קבועים, אבל גישה זו רחוקה מלהיות אידיאלית, ולכן משתמשים בה לעתים רחוקות.נפתחות אפשרויות טכניות גמישות ורחבות יותר עם מיסבים אקטיביים, שבהם נוצר שדה מגנטי על ידי זרמים מתחלפים בפיתולי החוטים.

כיצד פועל המיסב המגנטי ללא מגע

הפעולה של מתלה או מיסב מגנטי פעיל מבוססת על העיקרון של ריחוף אלקטרומגנטי - ריחוף באמצעות שדות חשמליים ומגנטיים. כאן, סיבוב הציר במיסב מתרחש ללא מגע פיזי של המשטחים זה עם זה. מסיבה זו, שימון אינו נכלל לחלוטין ובלאי מכני עדיין נעדר. זה מגביר את האמינות והיעילות של המכונות.

מומחים מציינים גם את החשיבות של ניטור מיקום ציר הרוטור. מערכת החיישנים עוקבת באופן רציף אחר מיקום הציר ומספקת אותות למערכת הבקרה האוטומטית למיקום מדויק על ידי התאמת השדה המגנטי של הסטטור - כוח המשיכה בצד הרצוי של הפיר מתחזק או נחלש על ידי התאמת הזרם ב פיתולי הסטטור של המסבים הפעילים.

שני מיסבים פעילים מחודדים או שני מיסבים אקטיביים רדיאליים ואחד צירי מאפשרים לתלות את הרוטור ללא מגע ממש באוויר. מערכת בקרת הגימבל פועלת ברציפות, היא יכולה להיות דיגיטלית או אנלוגית. זה מספק חוזק שמירה גבוה, קיבולת עומס גבוהה וקשיחות מתכווננת ובלימת זעזועים. טכנולוגיה זו מאפשרת למיסבים לעבוד בטמפרטורות נמוכות וגבוהות, בוואקום, במהירויות גבוהות ובתנאים של דרישות מוגברות לסטריליות.

מכשיר מיסב מגנטי פעיל ללא מגע

מהאמור לעיל ברור שהחלקים העיקריים של מערכת המתלים המגנטית האקטיבית הם: מיסבים מגנטיים ומערכת בקרה אלקטרונית אוטומטית. האלקטרומגנטים פועלים כל הזמן על הרוטור מצדדים שונים ופעולתם כפופה למערכת בקרה אלקטרונית.

הרוטור המיסב המגנטי הרדיאלי מצויד בלוחות פרומגנטיים, המופעלים על ידי שדה מגנטי שומר מפיתולי הסטטור, כתוצאה מכך הרוטור תלוי במרכז הסטטור מבלי לגעת בו. חיישנים אינדוקטיביים עוקבים אחר מיקום הסטטור. הרוטור בכל עת. כל סטייה מהמיקום הנכון מביאה לאות שנשלח לבקר כדי להחזיר את הרוטור למצב הרצוי. המרווח הרדיאלי יכול להיות בין 0.5 ל-1 מ"מ.

מיסב תמיכה מגנטי מתפקד בצורה דומה. אלקטרומגנטים בצורת טבעת מחוברים לפיר דיסק המתיחה. האלקטרומגנטים ממוקמים על הסטטור. חיישנים צירים ממוקמים בקצות הפיר.

כדי לשמור בצורה מהימנה את הרוטור של המכונה במהלך עצירתה או בזמן כשל של מערכת השמירה, משתמשים במיסבי כדור בטיחות, המקובעים כך שהפער בינם לבין הציר מוגדר שווה למחצית מזה של המיסב המגנטי. .

מערכת הבקרה האוטומטית ממוקמת בארון ואחראית על אפנון נכון של הזרם הזורם דרך האלקטרומגנטים בהתאם לאותות מחיישני מיקום הרוטור. כוחם של המגברים קשור לחוזק המקסימלי של האלקטרומגנטים, לגודל מרווח האוויר ולזמן התגובה של המערכת לשינוי במיקום הרוטור.

אפשרויות למיסבים מגנטיים ללא מגע

מהירות הרוטור המקסימלית האפשרית במסב מגנטי רדיאלי מוגבלת רק על ידי היכולת של לוחות הרוטור הפרומגנטיים להתנגד לכוח הצנטריפוגלי. בדרך כלל המגבלה למהירות היקפית היא 200 מ' לשנייה, בעוד שעבור מיסבים מגנטיים צירים הגבול מוגבל על ידי ההתנגדות של הפלדה היצוקה של המעצור - 350 מ' לשנייה עם חומרים רגילים.

הפרומגנטים המיושמים גם קובעים את העומס המקסימלי שמיסב יכול לעמוד בו בקוטר ובאורך הסטטור המתאימים. עבור חומרים סטנדרטיים, הלחץ המרבי הוא 0.9 N / cm2, שהוא פחות מזה של מיסבי מגע קונבנציונליים, אך ניתן לפצות על אובדן העומס על ידי מהירות היקפית גבוהה עם קוטר פיר מוגדל.

צריכת החשמל של המיסב המגנטי הפעיל אינה גבוהה במיוחד. ההפסדים הגדולים ביותר במיסב נובעים מזרמי מערבולת, אך זהו פי עשרה פחות מהאנרגיה שאובדת בעת שימוש במסבים קונבנציונליים במכונות. למעט צימודים, מחסומים תרמיים והתקנים אחרים, המסבים עובדים ביעילות בוואקום, הליום, חמצן, מי ים ועוד. טווח הטמפרטורות הוא מ-253 מעלות צלזיוס עד +450 מעלות צלזיוס.

חסרונות יחסיים של מיסבים מגנטיים

בינתיים, למיסבים מגנטיים יש גם חסרונות.

קודם כל, יש צורך להשתמש במיסבים בטיחותיים עזר, שיכולים לעמוד לכל היותר בשני כשלים, ולאחר מכן יש להחליף אותם בחדשים.

שנית, המורכבות של מערכת הבקרה האוטומטית, שאם תיכשל, תדרוש תיקונים מורכבים.

שלישית, הטמפרטורה של מתפתל הסטטור הנושא עולה בזרמים גבוהים - הפיתולים מתחממים והם זקוקים לקירור משלהם, רצוי קירור נוזלי.

לבסוף, צריכת החומר של מיסב ללא מגע גבוהה מכיוון שמשטח המיסב חייב להיות גדול כדי לתמוך בכוח מגנטי מספיק - ליבת הסטטור של המיסב גדולה וכבדה. בנוסף תופעת הרוויה המגנטית.

אך למרות החסרונות הנראים לעין, מיסבים מגנטיים נמצאים כיום בשימוש נרחב, כולל במערכות אופטיות בעלות דיוק גבוה ובמתקני לייזר. כך או אחרת, מאז אמצע המאה הקודמת, מיסבים מגנטיים משתפרים כל הזמן.