Todo mundo sabe que os ímãs tendem a atrair metais. Além disso, um ímã pode atrair outro. Mas a interação entre eles não se limita à atração, eles podem se repelir. A matéria está nos pólos do ímã - pólos opostos se atraem, os mesmos pólos se repelem. Esta propriedade é a base de todos os motores elétricos, e bastante potentes.
Existe também a levitação sob a influência de um campo magnético, quando um objeto colocado sobre um ímã (com um pólo semelhante a ele) fica suspenso no espaço. Este efeito foi posto em prática no chamado mancal magnético.
O que é um rolamento magnético
Um dispositivo do tipo eletromagnético no qual um eixo rotativo (rotor) é apoiado em uma parte estacionária (estator) por forças de fluxo magnético é chamado de mancal magnético. Quando o mecanismo está em operação, ele é influenciado por forças físicas que tendem a deslocar o eixo. Para superá-los, o mancal magnético foi equipado com um sistema de controle que monitora a carga e emite um sinal para controlar a intensidade do fluxo magnético. Os ímãs, por sua vez, são mais fortes outem menos efeito no rotor, mantendo-o na posição central.
Rolamento magnético tem sido amplamente utilizado na indústria. Estas são basicamente turbomáquinas poderosas. Devido à ausência de atrito e, consequentemente, à necessidade de usar lubrificantes, a confiabilidade das máquinas é muitas vezes aumentada. O desgaste dos nós praticamente não é observado. Também melhora a qualidade das características dinâmicas e aumenta a eficiência.
Rolamentos magnéticos ativos
Mancal magnético, onde o campo de força é criado com a ajuda de eletroímãs, é chamado de ativo. Os eletroímãs posicionais estão localizados no estator do rolamento, o rotor é representado por um eixo de metal. Todo o sistema que mantém o eixo na unidade é chamado de suspensão magnética ativa (AMP). Tem uma estrutura complexa e consiste em duas partes:
- bloco de rolamento;
- sistemas de controle eletrônico.
Elementos básicos do AMP
Rolamento radial. Um dispositivo que possui eletroímãs no estator. Eles seguram o rotor. Existem placas especiais de ferromagneto no rotor. Quando o rotor está suspenso no ponto médio, não há contato com o estator. Sensores indutivos rastreiam o menor desvio da posição do rotor no espaço em relação ao nominal. Os sinais deles controlam a força dos ímãs em um ponto ou outro para restaurar o equilíbrio no sistema. A folga radial é de 0,50-1,00 mm, a folga axial é de 0,60-1,80 mm
- Rolamento magnéticoo empuxo funciona da mesma forma que o radial. Um disco de empuxo é fixado no eixo do rotor, em ambos os lados existem eletroímãs montados no estator.
- Os rolamentos de segurança são projetados para segurar o rotor quando o dispositivo está desligado ou em situações de emergência. Durante a operação, os rolamentos magnéticos auxiliares não estão envolvidos. A folga entre eles e o eixo do rotor é metade da de um mancal magnético. Os elementos de segurança são montados com base em dispositivos de esferas ou rolamentos lisos.
- A eletrônica de controle inclui sensores de posição do eixo do rotor, conversores e amplificadores. Todo o sistema funciona com o princípio de ajustar o fluxo magnético em cada módulo de eletroímã individual.
Rolamentos magnéticos passivos
Rolamentos magnéticos permanentes são sistemas de retenção do eixo do rotor que não usam um circuito de controle de realimentação. A levitação é realizada apenas devido às forças dos ímãs permanentes de alta energia.
A desvantagem de tal suspensão é a necessidade de usar um batente mecânico, o que leva à formação de atrito e reduz a confiabilidade do sistema. A parada magnética no sentido técnico ainda não foi implementada neste esquema. Portanto, na prática, um rolamento passivo é usado com pouca frequência. Existe um modelo patenteado, por exemplo, uma suspensão Nikolaev, que ainda não foi replicada.
Fita magnética no rolamento da roda
Conceito"rolamento de roda magnético" refere-se ao sistema ASB, que é amplamente utilizado em veículos modernos. O rolamento ASB é diferente, pois possui um sensor de velocidade da roda embutido no interior. Este sensor é um dispositivo ativo embutido no espaçador do rolamento. Ele é construído com base em um anel magnético no qual os pólos de um elemento que lê a mudança no fluxo magnético se alternam.
Quando o rolamento gira, há uma mudança constante no campo magnético criado pelo anel magnético. O sensor registra essa mudança, gerando um sinal. O sinal é então enviado para o microprocessador. Graças a isso, sistemas como ABS e ESP funcionam. Já corrigem o trabalho do carro. O ESP é responsável pela estabilização eletrônica, o ABS regula a rotação das rodas, o nível de pressão no sistema é o freio. Ele monitora o funcionamento do sistema de direção, a aceleração na direção lateral e também corrige o funcionamento da transmissão e do motor.
A principal vantagem do rolamento ASB é a capacidade de controlar a velocidade de rotação mesmo em velocidades muito baixas. Ao mesmo tempo, os indicadores de peso e tamanho do cubo são melhorados, a instalação do rolamento é simplificada.
Como fazer um rolamento magnético
O rolamento magnético mais simples do tipo faça você mesmo é fácil de fazer. Não é adequado para uso prático, mas mostrará claramente as possibilidades da força magnética. Para fazer isso, você precisa de quatro ímãs de neodímio de mesmo diâmetro, dois ímãs de diâmetro um pouco menor, um eixo, por exemplo, um pedaço de tubo plástico e uma ênfase,por exemplo, uma jarra de vidro de meio litro. Ímãs de diâmetro menor são fixados nas extremidades do tubo com cola quente de forma que uma bobina seja obtida. No meio de um desses ímãs, uma bola de plástico é colada na parte externa. Os pólos idênticos devem estar voltados para fora. Quatro ímãs com os mesmos pólos são dispostos em pares a uma distância do comprimento do segmento do tubo. O rotor é colocado sobre os ímãs deitados e do lado em que a bola de plástico é colada, é apoiado por uma jarra de plástico. Aqui está o rolamento magnético e pronto.
