Kila mtu anajua kwamba sumaku huwa na kuvutia metali. Pia, sumaku moja inaweza kuvutia nyingine. Lakini mwingiliano kati yao hauzuiliwi na mvuto; Hoja ni miti ya sumaku - tofauti na miti inayovutia, kama miti inayorudisha nyuma. Mali hii ni msingi wa motors zote za umeme, na zenye nguvu kabisa.

Pia kuna kitu kama levitation chini ya ushawishi wa shamba la sumaku, wakati kitu kilichowekwa juu ya sumaku (iliyo na pole inayofanana nayo) inaelea angani. Athari hii iliwekwa katika vitendo katika kinachojulikana kuzaa magnetic.

Je, ni kuzaa magnetic

Kifaa cha aina ya sumakuumeme ambapo shimoni inayozunguka (rotor) inasaidiwa katika sehemu ya stationary (stator) na nguvu za magnetic flux inaitwa kuzaa magnetic. Wakati utaratibu unafanya kazi, huathiriwa na nguvu za kimwili ambazo huwa na kuondoa mhimili. Ili kuwashinda, kuzaa kwa sumaku kulikuwa na mfumo wa kudhibiti ambao unafuatilia mzigo na kutuma ishara ili kudhibiti nguvu ya flux ya sumaku. Sumaku, kwa upande wake, hufanya nguvu kali au dhaifu kwenye rotor, na kuiweka katika nafasi ya kati.

Kuzaa kwa sumaku imepata matumizi makubwa katika tasnia. Hizi ni turbomachines zenye nguvu zaidi. Kwa sababu ya kukosekana kwa msuguano na, ipasavyo, hitaji la kutumia mafuta, kuegemea kwa mashine huongezeka mara nyingi. Kuna kivitendo hakuna kuvaa kwa vipengele. Ubora wa sifa za nguvu pia huboresha na ufanisi huongezeka.

Fani za sumaku zinazofanya kazi

Kuzaa kwa sumaku, ambapo uwanja wa nguvu huundwa kwa kutumia sumaku-umeme, inaitwa hai. Electromagnets ya nafasi iko katika stator ya kuzaa, rotor inawakilishwa na shimoni ya chuma. Mfumo mzima unaohakikisha kwamba shimoni inashikiliwa kwenye kitengo huitwa kusimamishwa kwa sumaku hai (AMP). Ina muundo tata na ina sehemu mbili:

• kizuizi cha kuzaa;
• mifumo ya udhibiti wa kielektroniki.

Vipengele vya msingi vya AMP

• Kuzaa kwa radial. Kifaa ambacho kina sumaku-umeme kwenye stator. Wanashikilia rotor. Rotor ina sahani maalum za ferromagnet. Wakati rotor imesimamishwa katikati, hakuna mawasiliano na stator. Sensorer za kufata neno hufuatilia kupotoka kidogo kwa nafasi ya rotor katika nafasi kutoka kwa ile ya kawaida. Ishara kutoka kwao hudhibiti nguvu za sumaku kwa hatua moja au nyingine ili kurejesha usawa katika mfumo. Pengo la radial ni 0.50-1.00 mm, pengo la axial ni 0.60-1.80 mm.

• Magnetic hufanya kazi kwa njia sawa na radial. Diski ya kusukuma imewekwa kwenye shimoni la rotor, pande zote mbili ambazo kuna sumaku-umeme zilizowekwa kwenye stator.
• Fani za usalama zimeundwa kushikilia rota wakati kifaa kimezimwa au katika hali ya dharura. Wakati wa operesheni, fani za sumaku za msaidizi hazitumiwi. Pengo kati yao na shimoni la rotor ni nusu ya kuzaa magnetic. Vipengele vya usalama vinakusanyika kwa misingi ya vifaa vya mpira au
• Udhibiti wa umeme ni pamoja na sensorer za nafasi ya shimoni ya rotor, vibadilishaji na viboreshaji. Mfumo mzima hufanya kazi kwa kanuni ya kurekebisha flux ya sumaku katika kila moduli ya sumaku-umeme ya mtu binafsi.

Passive magnetic fani

Fani za kudumu za sumaku za sumaku ni mifumo ya kushikilia shimoni ya rotor ambayo haitumii mzunguko wa kudhibiti unaojumuisha maoni. Ulawi unafanywa tu kutokana na nguvu za sumaku za kudumu za nishati ya juu.

Hasara ya kusimamishwa vile ni haja ya kutumia kuacha mitambo, ambayo inasababisha kuundwa kwa msuguano na kupunguzwa kwa kuaminika kwa mfumo. Kuacha magnetic katika maana ya kiufundi bado haijatekelezwa katika mzunguko huu. Kwa hiyo, katika mazoezi, fani za passive hazitumiwi sana. Kuna mfano wa hati miliki, kwa mfano kusimamishwa kwa Nikolaev, ambayo bado haijafanywa.

Tape ya sumaku katika kuzaa gurudumu

Neno "magnetic" linamaanisha mfumo wa ASB, unaotumiwa sana katika magari ya kisasa Uzaa wa ASB unajulikana na ukweli kwamba ina sensor ya kasi ya gurudumu ndani . Imejengwa kwa msingi wa pete ya sumaku ambayo hubadilisha miti ya kitu ambacho huhisi mabadiliko katika flux ya sumaku.

Wakati kuzaa kunapozunguka, kuna mabadiliko ya mara kwa mara katika uwanja wa magnetic unaoundwa na pete ya magnetic. Sensor inasajili mabadiliko haya, ikitoa ishara. Kisha ishara huenda kwa microprocessor. Shukrani kwa hilo, mifumo kama vile ABS na ESP inafanya kazi. Tayari wanasahihisha uendeshaji wa gari. ESP inawajibika kwa uimarishaji wa elektroniki, ABS inasimamia mzunguko wa gurudumu, na kiwango cha shinikizo katika mfumo hudhibiti breki. Inafuatilia uendeshaji wa mfumo wa uendeshaji, kuongeza kasi ya nyuma, na pia kurekebisha uendeshaji wa maambukizi na injini.

Faida kuu ya kuzaa kwa ASB ni uwezo wa kudhibiti kasi ya mzunguko hata kwa kasi ya chini sana. Wakati huo huo, vigezo vya uzito na ukubwa wa kitovu vinaboreshwa, na ufungaji wa kuzaa hurahisishwa.

Jinsi ya kutengeneza fani ya sumaku

Si vigumu kufanya fani rahisi ya magnetic na mikono yako mwenyewe. Haifai kwa matumizi ya vitendo, lakini itaonyesha wazi uwezo wa nguvu ya magnetic. Ili kufanya hivyo, utahitaji sumaku nne za neodymium za kipenyo sawa, sumaku mbili za kipenyo kidogo kidogo, shimoni, kwa mfano kipande cha bomba la plastiki, na kuacha, kwa mfano jarida la kioo la nusu lita. Sumaku za kipenyo kidogo zimeunganishwa kwenye ncha za bomba kwa kutumia gundi ya moto ili ionekane kama coil. Mpira wa plastiki umebandikwa kwa nje ya mojawapo ya sumaku hizi katikati. Nguzo zinazofanana lazima ziangalie nje. Sumaku nne zilizo na nguzo zinazoelekea juu zimewekwa kwa jozi kwa umbali wa urefu wa sehemu ya bomba. Rotor imewekwa juu ya sumaku za uongo na kwa upande ambapo mpira wa plastiki umefungwa, unasaidiwa na jar ya plastiki. Sasa kuzaa magnetic iko tayari.

Katika aina mbalimbali za bidhaa za kisasa za electromechanical na bidhaa za kiufundi, fani ya magnetic ni sehemu kuu ambayo huamua sifa za kiufundi na kiuchumi na huongeza muda wa uendeshaji usio na shida. Ikilinganishwa na fani za jadi, fani za magnetic huondoa kabisa nguvu ya msuguano kati ya sehemu za stationary na zinazohamia. Uwepo wa mali hii hufanya iwezekanavyo kutekeleza kasi iliyoongezeka katika miundo ya mifumo ya magnetic. Fani za magnetic zinafanywa kwa vifaa vya juu vya joto vya juu, ambavyo vinaathiri mali zao kwa busara. Sifa hizi ni pamoja na punguzo kubwa la gharama kwa miundo ya miundo ya mifumo ya kupoeza na vigezo muhimu kama vile udumishaji wa muda mrefu wa fani ya sumaku katika hali ya kufanya kazi.

Kanuni ya uendeshaji wa kusimamishwa kwa sumaku

Kanuni ya uendeshaji wa kusimamishwa kwa magnetic inategemea matumizi ya levitation ya bure, ambayo huundwa na mashamba ya magnetic na umeme. Shaft inayozunguka kwa kutumia kusimamishwa vile, bila matumizi ya mawasiliano ya kimwili, imesimamishwa halisi katika uwanja wa magnetic wenye nguvu. Kasi yake ya jamaa hupita bila msuguano na kuvaa, na kuegemea juu kunapatikana. Sehemu ya msingi ya kusimamishwa kwa sumaku ni mfumo wa sumaku. Kusudi lake kuu ni kuunda uwanja wa magnetic wa sura inayotakiwa, kutoa sifa zinazohitajika za traction katika eneo la kazi na uhamisho fulani wa udhibiti wa rotor na rigidity ya kuzaa yenyewe. Vigezo kama hivyo vya fani za sumaku hutegemea moja kwa moja juu ya muundo wa mfumo wa sumaku, ambao lazima uendelezwe na kuhesabiwa kulingana na muundo wake. uzito na ukubwa sehemu - mfumo wa baridi wa cryogenic wa gharama kubwa. Nini uwanja wa umeme wa kusimamishwa kwa sumaku unaweza kuonekana wazi katika uendeshaji wa toy ya watoto Levitron. Kwa mazoezi, kusimamishwa kwa sumaku na umeme kuna aina tisa, tofauti katika kanuni zao za uendeshaji:

• kusimamishwa kwa magnetic na hydrodynamic;
• kusimamishwa kazi kwenye sumaku za kudumu;
• fani za magnetic kazi;
• hangers za hali;
• LC - aina za resonant za kusimamishwa;
• fani za induction;
• aina za diamagnetic za kusimamishwa;
• fani za superconducting;
• kusimamishwa kwa umeme.

Ikiwa tunajaribu aina hizi zote za kusimamishwa kwa suala la umaarufu, basi katika hali halisi ya sasa, fani za magnetic zinazofanya kazi (AMP) zimechukua nafasi ya kuongoza. Kwa kuonekana, wao huwakilisha mfumo wa kifaa cha mechatronic ambayo hali ya utulivu wa rotor inafanikiwa na nguvu za mvuto wa magnetic sasa. Nguvu hizi hufanya kazi kwenye rotor kutoka upande wa sumaku-umeme, umeme ambayo imeundwa na mfumo udhibiti wa moja kwa moja kwenye ishara za sensorer kutoka kwa kitengo cha kudhibiti umeme. Vitengo kama hivyo vya udhibiti vinaweza kutumia analogi ya kitamaduni au mfumo bunifu zaidi wa usindikaji wa mawimbi ya dijiti. Fani za magnetic zinazofanya kazi zina sifa bora za nguvu, kuegemea na ufanisi wa juu. Uwezo wa kipekee wa fani za sumaku zinazofanya kazi huchangia kupitishwa kwao kwa kuenea. AMPs hutumiwa kwa ufanisi, kwa mfano, katika vifaa vifuatavyo:
- vitengo vya turbine ya gesi;
- mifumo ya rotor ya kasi;
- motors za umeme;
- turboexpanders;
- vifaa vya uhifadhi wa nishati ya inertial, nk.
Hivi sasa, fani za magnetic zinazofanya kazi zinahitaji chanzo cha sasa cha nje na vifaa vya udhibiti wa gharama kubwa na ngumu. Kwa sasa, watengenezaji wa AMP wanafanya kazi kikamilifu ili kuunda aina tulivu ya fani za sumaku.

Tahadhari!!!

Umezimwa JavaScript na Vidakuzi!

Ili tovuti ifanye kazi vizuri, unahitaji kuwawezesha!

Fani za sumaku zinazofanya kazi

fani za sumaku zinazotumika (AMP)
(imetayarishwa na S2M Société de Mécanique Magnétique SA, 2, rue des Champs, F-27950 St. Marcel, Ufaransa)

Sehemu kuu za utumiaji wa fani za sumaku zinazotumika ni kama sehemu ya mashine za turbo. Dhana ya hakuna mafuta katika compressors na turboexpanders inaruhusu kufikia kuegemea juu zaidi pia kutokana na ukosefu wa kuvaa kwa vipengele vya mashine. Amilifu fani za sumaku (AMP) hupata kila kitu maombi makubwa zaidi katika viwanda vingi. Ili kuboresha sifa za nguvu, kuongeza kuegemea na ufanisi, fani zisizo na mawasiliano za kazi za magnetic hutumiwa.

Kanuni ya uendeshaji wa fani za magnetic inategemea athari za levitation katika uwanja wa magnetic. Shimoni katika fani kama hizo hutegemea shamba la nguvu la sumaku. Mfumo wa sensor daima hufuatilia nafasi ya shimoni na hutuma ishara kwa sumaku za nafasi ya stator, kurekebisha nguvu ya kivutio kwa upande mmoja au mwingine.

1 . maelezo ya Jumla Mifumo ya AMP

Kusimamishwa kwa sumaku inayofanya kazi kuna sehemu 2 tofauti:

Kuzaa;

Mfumo wa udhibiti wa kielektroniki

Kusimamishwa kwa sumaku kunajumuisha sumaku-umeme (nguvu coils 1 na 3) ambayo huvutia rotor (2).

Vipengele vya AMP

1. Kuzaa kwa radial

Rotor yenye kuzaa radial, iliyo na sahani za ferromagnetic, inachukuliwa na mashamba ya magnetic yaliyoundwa na sumaku za umeme ziko kwenye stator.

Rotor imewekwa katika hali iliyosimamishwa katikati, bila kuwasiliana na stator. Nafasi ya rotor inadhibitiwa na sensorer za kufata neno. Wanagundua kupotoka yoyote kutoka kwa nafasi ya majina na kutoa ishara zinazodhibiti sasa katika sumaku-umeme ili kurudisha rotor kwa nafasi yake ya kawaida.

Koili 4 zilizowekwa kando ya shoka V na W , na kuhamishwa kwa pembe ya 45° kutoka kwa shoka X na Y , shikilia rotor katikati ya stator. Hakuna mawasiliano kati ya rotor na stator. Kibali cha radi 0.5-1mm; kibali cha axial 0.6-1.8 mm.

2. Kubeba msukumo

Kubeba msukumo hufanya kazi kwa kanuni sawa. Sumakume za umeme kwa namna ya pete ya kudumu ziko pande zote mbili za diski ya kutia iliyowekwa kwenye shimoni. Sumakume za umeme zimewekwa kwenye stator. Diski ya kutia imewekwa kwenye rotor (kwa mfano, kwa kutumia kutua kwa moto) Sensorer za nafasi ya axial kawaida ziko kwenye ncha za shimoni.

3. Msaidizi (bima)

fani

Fani za msaidizi hutumiwa kusaidia rotor wakati mashine imesimamishwa na katika tukio la kushindwa kwa mfumo wa udhibiti wa AMS. Wakati wa operesheni ya kawaida, fani hizi hubakia. Umbali kati ya fani za msaidizi na rotor kawaida ni sawa na nusu ya pengo la hewa, hata hivyo, ikiwa ni lazima, inaweza kupunguzwa. fani msaidizi ni hasa fani imara lubricated mpira, lakini aina nyingine ya fani kama vile fani wazi pia inaweza kutumika.

4. Mfumo wa udhibiti wa kielektroniki

Mfumo wa udhibiti wa elektroniki unadhibiti nafasi ya rotor kwa kurekebisha sasa ambayo inapita kupitia sumaku-umeme kulingana na maadili ya ishara ya sensorer za msimamo.

5. Mfumo wa usindikaji wa kielektroniki ishara

Ishara iliyotumwa na sensor ya nafasi inalinganishwa na ishara ya kumbukumbu, ambayo inafanana na nafasi ya nominella ya rotor. Ikiwa ishara ya kumbukumbu ni sifuri, nafasi ya majina inafanana na katikati ya stator. Wakati wa kubadilisha ishara ya kumbukumbu, unaweza kusonga nafasi ya majina kwa nusu ya pengo la hewa. Ishara ya kupotoka ni sawa na tofauti kati ya nafasi ya majina na nafasi ya sasa ya rotor. Ishara hii inapitishwa kwa processor, ambayo kwa hiyo hutuma ishara ya kurekebisha kwa amplifier ya nguvu.

Uwiano wa ishara ya pato kwa ishara ya kupotokaimedhamiriwa na kitendakazi cha uhamishaji. Kazi ya uhamisho imechaguliwa ili kudumisha rotor kwa usahihi iwezekanavyo katika nafasi yake ya majina na kurudi kwa haraka na vizuri kwa nafasi hii katika tukio la usumbufu. Kazi ya uhamisho huamua ugumu na uchafu wa kusimamishwa kwa magnetic.

6. Amplifier ya nguvu

Kifaa hiki hutoa sumaku-umeme za kuzaa na sasa muhimu ili kuunda uwanja wa magnetic unaofanya kazi kwenye rotor. Nguvu ya amplifiers inategemea nguvu ya juu ya sumaku-umeme, pengo la hewa na wakati wa kukabiliana na mfumo wa udhibiti wa moja kwa moja (yaani kasi ambayo nguvu hii inapaswa kubadilishwa inapokutana na kuingiliwa). Vipimo vya kimwili vya mfumo wa elektroniki havina uhusiano wa moja kwa moja na uzito wa rotor ya mashine; Kwa hiyo, shell ndogo itakuwa ya kutosha kwa utaratibu mkubwa unao na rotor kiasi kikubwa chini ya usumbufu mdogo. Wakati huo huo, utaratibu chini ya kuingiliwa zaidi lazima iwe na baraza la mawaziri kubwa la umeme.

2. Baadhi ya sifa za AMP

Pengo la hewa

Pengo la hewa ni nafasi kati ya rotor na stator. Kiasi cha pengo kilichoonyeshwa e, inategemea kipenyo D rotor au kuzaa.

Kama sheria, maadili yafuatayo hutumiwa kawaida:

D (mm)	e(mm)
< 100	0,3 - 0,6
100 - 1 000	0,6 - 1,0

Kasi ya mzunguko

Upeo wa kasi ya mzunguko wa fani ya radial magnetic inategemea tu sifa za sahani za rotor ya umeme, yaani upinzani wa sahani kwa nguvu ya centrifugal. Wakati wa kutumia uingizaji wa kawaida, kasi ya pembeni ya hadi 200 m / s inaweza kupatikana. Kasi ya mzunguko wa fani ya sumaku ya axial imepunguzwa na upinzani wa diski ya chuma iliyopigwa. Kasi ya pembeni ya 350 m / s inaweza kupatikana kwa kutumia vifaa vya kawaida.

Mzigo wa AMP unategemea nyenzo ya ferromagnetic inayotumiwa, kipenyo cha rotor na urefu wa longitudinal wa stator ya kusimamishwa. Kiwango cha juu cha mzigo mahususi cha AMP kilichotengenezwa kwa nyenzo ya kawaida ni 0.9 N/cm². Hii mzigo wa juu ni ndogo ikilinganishwa na maadili yanayolingana ya fani za classical, hata hivyo, kasi ya juu inayoruhusiwa ya pembeni inaruhusu kipenyo cha shimoni kuongezeka ili kupata uso mkubwa zaidi wa kuwasiliana na kwa hiyo kikomo cha mzigo sawa na cha kuzaa classical bila hitaji. ili kuongeza urefu wake.

Matumizi ya nguvu

Fani za sumaku zinazofanya kazi zina matumizi ya chini sana ya nishati. Matumizi haya ya nishati yanatokana na hasara kutokana na hysteresis, mikondo ya eddy (mikondo ya Foucault) katika kuzaa (nguvu zilizochukuliwa kutoka shimoni) na hasara za joto katika shell ya elektroniki. AMP hutumia nishati mara 10-100 chini ya mifumo ya kawaida ya saizi zinazolingana. Matumizi ya nishati ya mfumo wa kudhibiti umeme, ambayo inahitaji chanzo cha nguvu cha nje, pia ni ya chini sana. Betri hutumiwa kudumisha hali ya uendeshaji wa gimbal katika tukio la kushindwa kwa mtandao - katika kesi hii huwasha moja kwa moja.

Hali ya mazingira

AMP zinaweza kuwekwa moja kwa moja katika mazingira ya uendeshaji, na kuondoa kabisa haja ya kuunganisha na vifaa vinavyofaa, pamoja na vikwazo vya insulation ya mafuta. Leo, fani za sumaku zinazofanya kazi zinafanya kazi katika hali anuwai: utupu, hewa, heliamu, hidrokaboni, oksijeni, maji ya bahari na uranium hexafluoride, na pia kwa joto kutoka - 253.° Kutoka +450 ° NA.

3. Faida za fani za magnetic

• Isiyo na mawasiliano/isiyo na maji
  - hakuna msuguano wa mitambo
  - hakuna mafuta
  - kuongezeka kwa kasi ya pembeni
  
• Kuongezeka kwa kuaminika
  - uaminifu wa uendeshaji wa baraza la mawaziri la udhibiti> masaa 52,000.
  - uaminifu wa uendeshaji wa fani za EM> masaa 200,000.
  - karibu kutokuwepo kabisa matengenezo ya kuzuia
  
• Vipimo vidogo vya turbomachinery
  - ukosefu wa mfumo wa lubrication
  - vipimo vidogo (P = K*L*D²*N)
  - uzito mdogo
  
• Ufuatiliaji
  - kubeba mzigo
  - mzigo wa turbomachine
• Vigezo vinavyoweza kubadilishwa
  - mfumo wa udhibiti wa kuzaa magnetic hai
  - ugumu (hutofautiana kulingana na mienendo ya rotor)
  - unyevu (hutofautiana kulingana na mienendo ya rotor)
  
• Operesheni isiyo na muhuri (compressor na gari katika nyumba moja)
  - fani katika mchakato wa gesi
  - upana wa joto la uendeshaji
  - uboreshaji wa mienendo ya rotor kwa kufupisha

Faida isiyoweza kuepukika ya fani za sumaku ni kutokuwepo kabisa kwa nyuso za kusugua, na, kwa sababu hiyo, kuvaa, msuguano, na muhimu zaidi kutokuwepo kwa kuondoka kutoka. eneo la kazi chembe zinazozalishwa wakati wa uendeshaji wa fani za kawaida.

Fani za magnetic zinazofanya kazi zina sifa ya uwezo wa juu wa mzigo na nguvu za mitambo. Wanaweza kutumika wakati kasi ya juu mzunguko, na pia katika nafasi isiyo na hewa na kwa joto tofauti.

Nyenzo zinazotolewa na kampuni ya "S2M", Ufaransa ( www.s2m.fr).

Wateja wengi wanaozaa wanaamini fani za magnetic aina ya "sanduku nyeusi", ingawa zimetumika katika tasnia kwa muda mrefu sana. Kawaida hutumiwa katika usafirishaji au maandalizi gesi asilia, katika michakato ya liquefaction yake na kadhalika. Mara nyingi hutumiwa na tata za usindikaji wa gesi zinazoelea.

Fani za sumaku hufanya kazi kwa kuinua sumaku. Wanafanya kazi kwa shukrani kwa nguvu zinazozalishwa na shamba la magnetic. Katika kesi hiyo, nyuso haziwasiliana na kila mmoja, kwa hiyo hakuna haja ya lubrication. Aina hii ya fani inaweza kufanya kazi hata katika hali mbaya zaidi, yaani kwa joto la cryogenic, shinikizo kali, kasi ya juu, na kadhalika. Wakati huo huo, fani za magnetic zinaonyesha kuegemea juu.

Rotor yenye kuzaa radial, ambayo ina vifaa vya sahani za ferromagnetic, inafanyika katika nafasi inayotakiwa kwa usaidizi wa mashamba ya magnetic yaliyoundwa na sumaku za umeme zilizowekwa kwenye stator. Utendaji wa fani za axial ni msingi wa kanuni sawa. Katika kesi hii, kinyume na sumaku za umeme kwenye rotor, kuna disk ambayo imewekwa perpendicular kwa mhimili wa mzunguko. Msimamo wa rotor unafuatiliwa na sensorer induction. Sensorer hizi hugundua haraka upotovu wote kutoka kwa nafasi ya kawaida, kama matokeo ambayo huunda ishara zinazodhibiti mikondo kwenye sumaku. Udanganyifu huu hukuruhusu kushikilia rotor katika nafasi inayotaka.

Faida za fani za magnetic isiyopingika: hazihitaji lubrication, usitishie mazingira, hutumia nishati kidogo na, kutokana na kutokuwepo kwa sehemu za kuwasiliana na kusugua, hufanya kazi kwa muda mrefu. Kwa kuongeza, fani za magnetic zina kiwango cha chini mitetemo Leo kuna mifano iliyo na ufuatiliaji wa kujengwa na mfumo wa udhibiti wa hali. Hivi sasa, fani za magnetic hutumiwa hasa katika turbochargers na compressors kwa gesi asilia, hidrojeni na hewa, katika teknolojia ya cryogenic, katika vitengo vya friji, katika turboexpanders, katika teknolojia ya utupu, katika jenereta za umeme, katika udhibiti na vifaa vya kupima, katika polishing ya kasi, mashine za kusaga na kusaga.

Hasara kuu ya fani za magnetic- utegemezi wa mashamba magnetic. Kutoweka kwa shamba kunaweza kusababisha kushindwa kwa janga la mfumo, hivyo mara nyingi hutumiwa na fani za usalama. Kawaida, hutumiwa kama fani zinazozunguka ambazo zinaweza kuhimili kushindwa kwa mifano miwili au moja ya sumaku, baada ya hapo uingizwaji wao wa haraka unahitajika. Pia kwa fani za magnetic, bulky na mifumo tata vidhibiti ambavyo vinatatiza sana uendeshaji na ukarabati wa fani. Kwa mfano, baraza la mawaziri la udhibiti maalum mara nyingi huwekwa ili kudhibiti fani hizi. Baraza la mawaziri hili ni mtawala unaoingiliana na fani za magnetic. Kwa msaada wake, sasa hutolewa kwa sumaku-umeme, ambayo inasimamia nafasi ya rotor, inathibitisha mzunguko wake usio na mawasiliano na inaendelea nafasi yake imara. Aidha, wakati wa uendeshaji wa fani za magnetic, tatizo la kupokanzwa upepo wa sehemu hii inaweza kutokea, ambayo hutokea kutokana na kifungu cha sasa. Kwa hiyo, mifumo ya ziada ya baridi wakati mwingine imewekwa na fani fulani za magnetic.

Mmoja wa wazalishaji wakubwa wa fani za magnetic- Kampuni ya S2M, ambayo ilishiriki katika maendeleo ya kamili mzunguko wa maisha fani za magnetic pamoja na motors za sumaku za kudumu: kutoka kwa maendeleo hadi kuwaagiza, uzalishaji na ufumbuzi wa vitendo. S2M imejitolea kila wakati kwa sera ya kibunifu inayolenga kurahisisha miundo yenye kuzaa ili kupunguza gharama. Alijaribu kufanya mifano ya sumaku ipatikane zaidi kwa matumizi mapana na soko la watumiaji wa viwandani. Kampuni zinazotengeneza compressor mbalimbali na pampu za utupu, hasa kwa sekta ya mafuta na gesi, zilishirikiana na S2M. Wakati mmoja, mtandao wa huduma za S2M ulienea duniani kote. Ofisi zake zilikuwa nchini Urusi, Uchina, Kanada na Japan. Mnamo 2007, S2M ilinunuliwa na kikundi cha SKF kwa euro milioni hamsini na tano. Leo, fani za sumaku kwa kutumia teknolojia zao zinatengenezwa na mgawanyiko wa utengenezaji wa Mifumo ya sumaku ya A&MC.

Compact na kiuchumi mifumo ya msimu, iliyo na fani za magnetic, inazidi kutumika katika sekta. Ikilinganishwa na teknolojia za jadi za jadi, zina faida nyingi. Shukrani kwa mifumo ya ubunifu ya miniaturized ya motor/kuzaa, ushirikiano wa mifumo hiyo katika bidhaa za mfululizo wa kisasa umewezekana. Zinatumika leo katika tasnia ya hali ya juu (uzalishaji wa semiconductor). Uvumbuzi wa hivi karibuni na maendeleo katika uwanja wa fani za magnetic ni wazi kwa lengo la kuongeza kurahisisha muundo wa bidhaa hii. Hii ni kupunguza gharama za kubeba, na kuzifanya kufikiwa zaidi na soko pana la viwanda ambalo linahitaji wazi ubunifu huo.

DIBAJI

Kipengele kikuu cha mashine nyingi ni rotor inayozunguka katika fani. Kuongezeka kwa kasi ya mzunguko na nguvu za mashine za mzunguko na mwelekeo wa wakati huo huo wa kupunguza wingi na vipimo vya jumla huweka mbele tatizo la kuongeza uimara wa vitengo vya kuzaa kama kipaumbele. Kwa kuongeza, idadi ya maeneo ya teknolojia ya kisasa yanahitaji fani ambazo zinaweza kufanya kazi kwa uaminifu hali mbaya: katika utupu, kwa joto la juu na la chini, teknolojia za ultra-safi, katika mazingira ya fujo, nk. Uumbaji wa fani hizo pia ni tatizo la haraka la kiufundi.
Suluhisho la matatizo haya linaweza kupatikana kwa kuboresha fani za jadi za rolling na sliding. na kuundwa kwa fani zisizo za jadi zinazotumia kanuni tofauti za kimwili za uendeshaji.
Uviringishaji na fani za kuteleza za jadi (kioevu na gesi) sasa zimefikia kiwango cha juu cha kiufundi. Walakini, asili ya michakato inayotokea ndani yao ina mipaka na wakati mwingine inafanya kuwa haiwezekani kabisa kutumia fani hizi kufikia malengo hapo juu. Kwa hiyo, mapungufu makubwa fani zinazozunguka ni uwepo wa mawasiliano ya mitambo kati ya sehemu zinazohamia na za stationary na hitaji la kulainisha njia za mbio. Katika fani za kupiga sliding hakuna mawasiliano ya mitambo, lakini mfumo wa lubricant ya iodini inahitajika ili kuunda safu ya kulainisha na kuziba safu hii. Ni dhahiri kwamba kuboresha vitengo vya kuziba kunaweza kupunguza tu, lakini si kuondoa kabisa, kupenya kwa pande zote za lubricant na mazingira ya nje.
Fani za kuunda majibu ya ardhini mashamba ya magnetic na umeme hutumiwa. Miongoni mwao, fani za sumaku amilifu (AMP) ni za kupendeza zaidi kwa vitendo. Kazi ya AMS inategemea kanuni inayojulikana ya kusimamishwa kwa sumaku ya mwili wa ferromagnetic: utulivu wa mwili katika nafasi fulani unafanywa na nguvu za kivutio cha sumaku kinachofanya kazi kwenye mwili kutoka kwa sumaku-umeme zinazodhibitiwa. Mikondo katika vilima vya sumaku-umeme hutengenezwa kwa kutumia mfumo wa kudhibiti otomatiki unaojumuisha vihisi vya harakati za mwili, kidhibiti cha kielektroniki na vikuza nguvu vinavyoendeshwa kutoka kwa chanzo cha nje. nishati ya umeme.
Mifano ya kwanza ya matumizi ya vitendo ya kusimamishwa kwa sumaku hai katika vyombo vya kupimia ni ya miaka ya 40 ya karne ya 20. Wanahusishwa na majina ya D. Beams na D. Hriesinger (USA) na O. G. Katsnelson na A. S. Edelstein (USSR). Kazi ya kwanza ya kuzaa ya magnetic ilipendekezwa na kujifunza kwa majaribio mwaka wa 1960 na R. Sixsmith (USA). Pana matumizi ya vitendo AMS katika nchi yetu na nje ya nchi ilianza mapema miaka ya 70 ya karne ya 20.
Kutokuwepo kwa mguso wa mitambo na hitaji la ulainishaji katika AMPs huwafanya kuwa wa kuahidi sana katika nyanja nyingi za teknolojia. Hizi ni, kwanza kabisa: turbines na pampu katika teknolojia ya utupu na cryogenic; mashine za teknolojia safi zaidi na za kufanya kazi katika mazingira ya fujo; mashine na vyombo kwa ajili ya mitambo ya nyuklia na nafasi; nyota; vifaa vya uhifadhi wa nishati ya inertial; pamoja na bidhaa za uhandisi wa jumla wa mitambo na utengenezaji wa vyombo - kusaga na kusaga spindles za kasi ya juu, mashine za nguo. centrifuges, turbines, mashine za kusawazisha, stendi za vibration, roboti, usahihi vyombo vya kupimia na kadhalika.
Hata hivyo, licha ya mafanikio haya, AMJIs zinatekelezwa polepole zaidi kuliko ilivyotarajiwa kutokana na utabiri uliofanywa mwanzoni mwa miaka ya 1970. Kwanza kabisa, hii inaelezewa na kukubali polepole kwa tasnia ya uvumbuzi, pamoja na AMP. Kama uvumbuzi wowote, ili kuwa na mahitaji, AMP zinahitaji kujulikana.
Kwa bahati mbaya, wakati wa kuandika mistari hii, kitabu kimoja tu kinajitolea kwa fani za magnetic zinazofanya kazi: G. Schweitzer. N. Bleulerand A. Traxler "Active magnetic bearings", ETH Zurich, 1994, 244 p., iliyochapishwa kwa Kiingereza na Lugha za Kijerumani. Kidogo kwa kiasi, kitabu hiki kinalenga msomaji ambaye anachukua hatua za kwanza kuelewa matatizo yanayotokea wakati wa kuunda AMP. Wakitoa mahitaji ya kawaida sana juu ya uhandisi wa msomaji na usuli wa hesabu, waandishi hupanga mawazo na dhana kuu katika mlolongo wa kufikirika ambao unamruhusu anayeanza kupata kasi na kumiliki eneo jipya kwa urahisi. Bila shaka, kitabu hiki ni jambo mashuhuri, na jukumu lake la kueneza ni vigumu kukadiria.
Msomaji anaweza kuuliza ikiwa ilikuwa inafaa kuandika monograph halisi, na sio kujiwekea kikomo kwa tafsiri ya lugha ya Kirusi ya kitabu kilichotajwa hapo juu. Kwanza, kuanzia 1992, nilialikwa kutoa mihadhara kuhusu AMS katika vyuo vikuu vya Urusi. Finland na Sweden. Kutoka kwa mihadhara hii kitabu kilikua. Pili, wenzangu wengi walionyesha hamu ya kupokea kitabu kuhusu LMP, kilichoandikwa kwa watengenezaji wa mashine zilizo na AMP. Tatu, niligundua pia kwamba wahandisi wengi ambao hawana utaalam katika fani ya AMP wanahitaji kitabu kinachochunguza kitu cha kudhibiti kama sumaku-umeme.
Madhumuni ya kitabu hiki ni kuwapa wahandisi mbinu za uundaji wa hesabu, usanisi na uchanganuzi wa AMP na hivyo kusaidia kuamsha shauku katika nyanja hii mpya ya teknolojia. Sina shaka kwamba kitabu hicho pia kitakuwa na manufaa kwa wanafunzi wengi utaalam wa kiufundi, haswa wakati wa kozi na muundo wa diploma. Wakati wa kuandika kitabu, nilitegemea uzoefu wa miaka 20 katika uwanja wa AMP kama mkurugenzi wa kisayansi wa maabara ya utafiti wa usaidizi wa sumaku katika Taasisi ya Pskov Polytechnic ya Jimbo la St. chuo kikuu cha ufundi.
Kitabu kina sura 10. Sura ya 1 inatoa maelezo mafupi aina zote zinazowezekana za kusimamishwa kwa umeme, madhumuni yake ambayo ni kupanua upeo wa msomaji. Sura ya 2, inayolenga watumiaji wa AMPs, inaleta msomaji kwa teknolojia ya fani za sumaku zinazofanya kazi - historia ya maendeleo, miundo, sifa, matatizo ya maendeleo na mifano kadhaa ya matumizi ya vitendo. Sura ya 3 na 4 hutoa mbinu ya kuhesabu mizunguko ya sumaku yenye kuzaa. Sumaku-umeme kama kitu cha kudhibiti inasomwa katika Sura ya 5. Katika Sura ya 6, matatizo ya awali ya mtawala na uchambuzi wa mienendo ya kusimamishwa kwa magnetic ya nguvu moja hutatuliwa. Hii ni sura kuhusu jinsi ya kudhibiti gimbal na nini kinaweza kukuzuia kufikia sifa zinazohitajika za nguvu. Sehemu ya kati inachukuliwa na Sura ya 7, ambayo inachunguza matatizo ya kudhibiti kusimamishwa kwa rotor rigid yenye digrii tano za uhuru, inachunguza mwingiliano wa kusimamishwa na gari la kuendesha gari, na pia kugusa suala la kuunda mashine za umeme zisizo na msingi. Athari ya deformations ya elastic bending ya rotor juu ya mienendo ya gimbal inajadiliwa katika Sura ya 8. Sura ya 9 imejitolea kwa udhibiti wa digital wa gimbal. Sura ya mwisho ya 10 inachunguza idadi ya vipengele vinavyobadilika vinavyohusishwa na utekelezaji wa hangers za rotor katika AMPs.
Kuhusu orodha ya marejeleo mwishoni mwa kitabu, sijajaribu kujumuisha makala yote muhimu ya kihistoria kwenye AMP, na ninaomba radhi kwa watafiti hao ambao michango yao katika nyanja hii haijatajwa.
Kwa kuwa anuwai ya mada ni pana sana, iligeuka kuwa haiwezekani kudumisha mfumo mmoja wa makusanyiko katika kitabu chote. Walakini, kila sura hutumia nukuu thabiti.
Ninawashukuru walimu wangu, maprofesa David Rakhmilevich Merknn na Anatoly Saulovnch Kelzon - walichangia sana kuonekana kwa kitabu hiki. Ningependa kuwashukuru wenzangu katika maabara ya msaada wa magnetic na chuo kikuu, hasa Fedor Georgievich Kochevin, Mikhail Vadimovich Afanasyev. Valentin Vasilievich Andreen, Sergei Vladimirovich Smirnov, Sergei Gennadievich Stebikhov na Igor Ivanovich Morozov, kwa jitihada zao mashine nyingi zilizo na AMP ziliundwa. Mazungumzo na kazi ya pamoja na Profesa Kamil Shamsuddnovich Khodzhaen na maprofesa washirika Vladimir Aleksandrovich Andreev, Valery Georgievich Bogov na Vyacheslav Grigorievich Matsevich pia yalikuwa muhimu kwangu. Ningependa pia kutambua mchango wa wanafunzi waliohitimu na wanafunzi waliohitimu ambao walifanya kazi na mimi kwa shauku kubwa katika uwanja wa AMP - hawa ni Grigory Mikhailovich Kraizman, Nikolai Vadimovich Khmylko, Arkady Grigorievich Khrostitsky, Nikolai Mikhailovich Ilyin, Alexander Mikhailovich and Pavel. Vasilievich Kiselev. Usaidizi wa kiufundi uliotolewa na Elena Vladimirovna Zhuravleva na Andrei Semenovich Leontiev katika kuandaa muswada wa kuchapishwa unastahili kutajwa maalum.
Ningependa kuwashukuru Kampuni ya Uhandisi ya Pskov na Taasisi ya Pskov Polytechnic kwa msaada wao katika kufadhili uchapishaji wa kitabu.