Tothom sap que els imants tendeixen a atreure metalls. A més, un imant pot atreure un altre. Però la interacció entre ells no es limita a l'atracció, es poden rebutjar mútuament. La matèria es troba als pols de l'imant: els pols oposats s'atrauen, els mateixos pols es repel·len. Aquesta propietat és la base de tots els motors elèctrics, i dels força potents.
També hi ha una cosa com la levitació sota la influència d'un camp magnètic, quan un objecte col·locat sobre un imant (que té un pol semblant) penja a l'espai. Aquest efecte s'ha posat en pràctica en l'anomenat coixinet magnètic.
Què és un coixinet magnètic
Un dispositiu de tipus electromagnètic en el qual un eix giratori (rotor) es recolza en una part estacionària (estator) per forces de flux magnètic s'anomena coixinet magnètic. Quan el mecanisme està en funcionament, està influenciat per forces físiques que tendeixen a desplaçar l'eix. Per superar-los, el coixinet magnètic estava equipat amb un sistema de control que supervisa la càrrega i dóna un senyal per controlar la força del flux magnètic. Els imants, al seu torn, són més forts oté menys efecte sobre el rotor, mantenint-lo en la posició central.
El coixinet magnètic s'ha utilitzat àmpliament a la indústria. Es tracta bàsicament de turbomàquines potents. A causa de l'absència de fricció i, en conseqüència, la necessitat d'utilitzar lubricants, la fiabilitat de les màquines augmenta moltes vegades. El desgast dels nodes pràcticament no s'observa. També millora la qualitat de les característiques dinàmiques i augmenta l'eficiència.
Coixinets magnètics actius
El coixinet magnètic, on el camp de força es crea amb l'ajuda d'electroimants, s'anomena actiu. Els electroimants de posició es troben a l'estator del coixinet, el rotor està representat per un eix metàl·lic. Tot el sistema que manté l'eix a la unitat s'anomena suspensió magnètica activa (AMP). Té una estructura complexa i consta de dues parts:
- bloc de coixinet;
- sistemes de control electrònic.
Elements bàsics de l'AMP
Coixinet radial. Un dispositiu que té electroimants a l'estator. Agafen el rotor. Hi ha plaques especials de ferroimant al rotor. Quan el rotor està suspès al punt mitjà, no hi ha contacte amb l'estator. Els sensors inductius rastregen la menor desviació de la posició del rotor a l'espai respecte a la nominal. Els senyals d'ells controlen la força dels imants en un punt o altre per restablir l'equilibri del sistema. El joc radial és de 0,50-1,00 mm, el joc axial és de 0,60-1,80 mm
- Coixinet magnèticl'empenta funciona de la mateixa manera que la radial. A l'eix del rotor es fixa un disc d'empenta, als dos costats del qual hi ha electroimants muntats a l'estator.
- Els coixinets de seguretat estan dissenyats per subjectar el rotor quan el dispositiu està apagat o en situacions d'emergència. Durant el funcionament, els coixinets magnètics auxiliars no intervenen. L'espai entre ells i l'eix del rotor és la meitat del d'un coixinet magnètic. Els elements de seguretat es munten a partir de dispositius de boles o coixinets de fricció.
- L'electrònica de control inclou sensors de posició de l'eix del rotor, convertidors i amplificadors. Tot el sistema funciona segons el principi d'ajustar el flux magnètic a cada mòdul electroimant individual.
Coixinets de tipus magnètic passiu
Els coixinets d'imants permanents són sistemes de retenció de l'eix del rotor que no utilitzen un circuit de control de retroalimentació. La levitació només es realitza a causa de les forces dels imants permanents d' alta energia.
El desavantatge d'aquesta suspensió és la necessitat d'utilitzar una parada mecànica, que provoca la formació de fricció i redueix la fiabilitat del sistema. La parada magnètica en el sentit tècnic encara no s'ha implementat en aquest esquema. Per tant, a la pràctica, un coixinet passiu s'utilitza amb poca freqüència. Hi ha un model patentat, per exemple, una suspensió Nikolaev, que encara no s'ha replicat.
Cinta magnètica al coixinet de la roda
Concepte"coixinet de rodes magnètics" es refereix al sistema ASB, que s'utilitza àmpliament en els vehicles moderns. El coixinet ASB és diferent perquè té un sensor de velocitat de la roda integrat a l'interior. Aquest sensor és un dispositiu actiu incrustat al separador del coixinet. Està construït sobre la base d'un anell magnètic sobre el qual s' alternen els pols d'un element que llegeix el canvi de flux magnètic.
Quan el coixinet gira, hi ha un canvi constant en el camp magnètic creat per l'anell magnètic. El sensor registra aquest canvi, generant un senyal. A continuació, el senyal s'envia al microprocessador. Gràcies a això funcionen sistemes com ABS i ESP. Ja corregeixen el treball del cotxe. L'ESP s'encarrega de l'estabilització electrònica, l'ABS regula la rotació de les rodes, el nivell de pressió del sistema és el fre. Controla el funcionament del sistema de direcció, l'acceleració en sentit lateral i també corregeix el funcionament de la transmissió i del motor.
El principal avantatge del coixinet ASB és la capacitat de controlar la velocitat de gir fins i tot a velocitats molt baixes. Al mateix temps, es milloren els indicadors de pes i mida del cub, es simplifica la instal·lació del coixinet.
Com fer un coixinet magnètic
El coixinet magnètic més senzill de fer-ho tu mateix és fàcil de fer. No és adequat per a un ús pràctic, però mostrarà clarament les possibilitats de la força magnètica. Per fer-ho, necessiteu quatre imants de neodimi del mateix diàmetre, dos imants d'un diàmetre una mica més petit, un eix, per exemple, un tros de tub de plàstic i un èmfasi,per exemple, un pot de vidre de mig litre. Els imants de menor diàmetre s'uneixen als extrems del tub amb cola calenta de manera que s'obté una bobina. Al mig d'un d'aquests imants, a l'exterior s'enganxa una bola de plàstic. Els pols idèntics han de mirar cap a fora. Quatre imants amb els mateixos pols cap amunt es col·loquen per parells a una distància de la longitud del segment del tub. El rotor es col·loca sobre els imants estirats i al costat on s'enganxa la bola de plàstic, es recolza amb un pot de plàstic. Aquí teniu el coixinet magnètic i llest.
