Tout le monde sait que les aimants ont tendance à attirer les métaux. De plus, un aimant peut en attirer un autre. Mais l'interaction entre eux ne se limite pas à l'attraction, ils peuvent se repousser. La matière est dans les pôles de l'aimant - les pôles opposés s'attirent, les mêmes pôles se repoussent. Cette propriété est à la base de tous les moteurs électriques, et même de ceux assez puissants.
Il existe aussi une chose telle que la lévitation sous l'influence d'un champ magnétique, lorsqu'un objet placé au-dessus d'un aimant (ayant un pôle similaire) est suspendu dans l'espace. Cet effet a été mis en pratique dans le soi-disant palier magnétique.
Qu'est-ce qu'un palier magnétique
Un dispositif de type électromagnétique dans lequel un arbre rotatif (rotor) est supporté dans une partie fixe (stator) par des forces de flux magnétique est appelé palier magnétique. Lorsque le mécanisme est en fonctionnement, il est influencé par des forces physiques qui tendent à déplacer l'axe. Pour les surmonter, le palier magnétique a été équipé d'un système de contrôle qui surveille la charge et donne un signal pour contrôler la force du flux magnétique. Les aimants, à leur tour, sont plus forts oua moins d'effet sur le rotor, le maintenant en position centrale.
Le roulement magnétique a été largement utilisé dans l'industrie. Ce sont essentiellement des turbomachines puissantes. En raison de l'absence de frottement et, par conséquent, de la nécessité d'utiliser des lubrifiants, la fiabilité des machines est plusieurs fois accrue. L'usure des nœuds n'est pratiquement pas observée. Il améliore également la qualité des caractéristiques dynamiques et augmente l'efficacité.
Roulements magnétiques actifs
Le palier magnétique, où le champ de force est créé à l'aide d'électroaimants, est appelé actif. Les électroaimants de position sont situés dans le stator de roulement, le rotor est représenté par un arbre métallique. L'ensemble du système qui maintient l'arbre dans l'unité est appelé suspension magnétique active (AMP). Il a une structure complexe et se compose de deux parties:
- bloc de roulement;
- systèmes de contrôle électronique.
Éléments de base de l'AMP
Roulement radial. Un appareil qui a des électroaimants sur le stator. Ils tiennent le rotor. Il y a des plaques ferromagnétiques spéciales sur le rotor. Lorsque le rotor est suspendu au point médian, il n'y a aucun contact avec le stator. Les capteurs inductifs suivent le moindre écart de la position du rotor dans l'espace par rapport à la valeur nominale. Leurs signaux contrôlent la force des aimants à un moment ou à un autre pour rétablir l'équilibre dans le système. Le jeu radial est de 0,50 à 1,00 mm, le jeu axial est de 0,60 à 1,80 mm
- Roulement magnétiquepoussée fonctionne de la même manière que radiale. Un disque de poussée est fixé sur l'arbre du rotor, des deux côtés duquel se trouvent des électroaimants montés sur le stator.
- Les roulements de sécurité sont conçus pour maintenir le rotor lorsque l'appareil est éteint ou dans des situations d'urgence. Pendant le fonctionnement, les paliers magnétiques auxiliaires ne sont pas impliqués. L'écart entre eux et l'arbre du rotor est la moitié de celui d'un palier magnétique. Les éléments de sécurité sont assemblés sur la base de dispositifs à billes ou de paliers lisses.
- L'électronique de commande comprend des capteurs de position d'arbre de rotor, des convertisseurs et des amplificateurs. L'ensemble du système fonctionne sur le principe de l'ajustement du flux magnétique dans chaque module d'électroaimant individuel.
Roulements de type magnétique passif
Les roulements à aimant permanent sont des systèmes de maintien d'arbre de rotor qui n'utilisent pas de circuit de commande de rétroaction. La lévitation est effectuée uniquement en raison des forces des aimants permanents à haute énergie.
L'inconvénient d'une telle suspension est la nécessité d'utiliser une butée mécanique, ce qui entraîne la formation de frottements et réduit la fiabilité du système. L'arrêt magnétique au sens technique n'a pas encore été mis en œuvre dans ce schéma. Par conséquent, dans la pratique, un roulement passif est rarement utilisé. Il existe un modèle breveté, par exemple une suspension Nikolaev, qui n'a pas encore été reproduite.
Bande magnétique dans le roulement de roue
Concept"roulement de roue magnétique" fait référence au système ASB, qui est largement utilisé dans les véhicules modernes. Le roulement ASB est différent en ce sens qu'il possède un capteur de vitesse de roue intégré à l'intérieur. Ce capteur est un dispositif actif intégré dans l'entretoise du roulement. Il est construit sur la base d'un anneau magnétique sur lequel alternent les pôles d'un élément qui lit la variation du flux magnétique.
Lorsque le roulement tourne, il y a un changement constant dans le champ magnétique créé par l'anneau magnétique. Le capteur enregistre ce changement, générant un signal. Le signal est ensuite envoyé au microprocesseur. Grâce à lui, des systèmes tels que l'ABS et l'ESP fonctionnent. Déjà ils corrigent le travail de la voiture. L'ESP est responsable de la stabilisation électronique, l'ABS régule la rotation des roues, le niveau de pression dans le système est le frein. Il surveille le fonctionnement du système de direction, l'accélération dans le sens latéral et corrige également le fonctionnement de la transmission et du moteur.
Le principal avantage du roulement ASB est la capacité de contrôler la vitesse de rotation même à très basse vitesse. Dans le même temps, les indicateurs de poids et de taille du moyeu sont améliorés, l'installation du roulement est simplifiée.
Comment fabriquer un palier magnétique
Le roulement magnétique le plus simple à faire soi-même est facile à fabriquer. Il n'est pas adapté à une utilisation pratique, mais il montrera clairement les possibilités de la force magnétique. Pour ce faire, vous avez besoin de quatre aimants en néodyme du même diamètre, de deux aimants d'un diamètre légèrement inférieur, d'un arbre, par exemple, d'un morceau de tube en plastique et d'un accent,par exemple, un bocal en verre d'un demi-litre. Des aimants de plus petit diamètre sont fixés aux extrémités du tube avec de la colle chaude de manière à obtenir une bobine. Au milieu d'un de ces aimants, une boule en plastique est collée à l'extérieur. Les pôles identiques doivent être orientés vers l'extérieur. Quatre aimants avec les mêmes pôles vers le haut sont disposés par paires à une distance de la longueur du segment de tube. Le rotor est placé sur les aimants couchés et du côté où la boule en plastique est collée, il est soutenu par un pot en plastique. Voici le palier magnétique et prêt.
