aktualności

Czym jest łożysko elektromagnetyczne?

 

Łożysko elektromagnetycznełożysko ślizgowe wykorzystujące siłę pola elektrycznego i siłę pola magnetycznego do zawieszenia wału.

 

Zasadałożyska elektromagnetycznejest podobny do pociągu na poduszce magnetycznej (MAGLEV). Pociąg na poduszce magnetycznej to nowoczesne, zaawansowane technologicznie narzędzie transportu szynowego, które realizuje bezkontaktowe zawieszenie i sterowanie między pociągiem a torem za pomocą siły elektromagnetycznej, a następnie wykorzystuje siłę elektromagnetyczną generowaną przez silnik liniowy do napędzania pociągu, redukując tarcie.

 

Tenłożysko elektromagnetycznewykrywa sygnał odchylenia położenia wału za pomocą czujnika położenia, wysyła sygnał do sterownika i steruje prądem elektromagnesu za pomocą wzmacniacza mocy, tak aby wygenerować zmianę siły elektromagnetycznej, która spowoduje zawieszenie wrzeciona w określonej pozycji.

 

2. Zalety i wady łożysk elektromagnetycznych

 

Zaletyłożyska elektromagnetyczne:

 

1) Wysoka prędkość

 

Łożyska elektromagnetyczne umożliwiają wirnikowi obrót z dużą prędkością, której ograniczeniem jest głównie wytrzymałość materiału. Łożyska te mogą pracować w warunkach nadkrytycznych, wykonując setki tysięcy obrotów na minutę, a dokładność obrotu wirnika osiągnęła poziom mikronów lub nawet wyższy, co oznacza prędkość i dokładność, których zwykłe łożyska mechaniczne nie są w stanie osiągnąć.

 

2) Niskie zużycie energii

 

Ponieważ łożyska elektromagnetyczne nie mają kontaktu mechanicznego, tarcie jest praktycznie zerowe, a pobór mocy wymagany do jego pokonania jest bardzo niski. Przy prędkości 10 000 obr./min pobór mocy stanowi zaledwie około 15% poboru mocy przez łożyska mechaniczne.

 

3) Niskie koszty utrzymania i długa żywotność

 

Ponieważ łożyska elektromagnetyczne nie mają kontaktu i nie zużywają się, nie mają kontaktu między ruchomymi powierzchniami, nie ma tarcia mechanicznego i zmęczenia styku, rozwiązują problem strat i skrócenia żywotności elementów mechanicznych, a niezawodność elementów elektronicznych jest znacznie wyższa niż tradycyjnych części mechanicznych.

 

4) Nie wymaga smarowania

 

Łożyska elektromagnetyczne nie wymagają smarowania, co eliminuje konieczność stosowania układu smarowania i innych urządzeń, dzięki czemu oszczędza się miejsce i nie zanieczyszcza środowiska przez układ smarowania.

 

5) Może pracować w próżni i szerokim zakresie temperatur, a jego struktura może być różnorodna.

 

Wady i trudności łożysk elektromagnetycznych:

 

1) Łożyska elektrostatyczne wymagają dużej siły pola elektrycznego, a ich zastosowanie jest ograniczone.

 

2) Kluczem jest kontroler. Zaprojektowanie kontrolera o prostej strukturze, dobrej wydajności i łatwym debugowaniu stanowi wyzwanie techniczne.

 

3) Równie trudną kwestią jest ocena wpływu błędów przetwarzania i produkcji na sterowanie elektromagnetyczne.

 

4) Aby kontrolować niestabilność wirnika potrzebne są dalsze badania i doświadczenie aplikacyjne.

 

3. Zastosowanie łożysk elektromagnetycznych

 

Obecnie łożyska elektromagnetyczne są szeroko stosowane w wielu dziedzinach, takich jak: pociągi o bardzo dużej prędkości, wirówki o bardzo dużej prędkości, generatory turbin wodnych, koła zamachowe pojazdów kosmicznych, przepływomierze, gęstościomierze, mierniki mocy, pompy próżniowe, regulatory precyzyjne i żyroskopy.