Semua orang tahu bahwa magnet cenderung menarik logam. Juga, satu magnet dapat menarik yang lain. Namun interaksi di antara mereka tidak sebatas tarik-menarik, mereka bisa saling tolak. Masalahnya ada di kutub magnet - kutub yang berlawanan tarik-menarik, kutub yang sama tolak-menolak. Properti ini adalah dasar dari semua motor listrik, dan yang cukup kuat.
Ada juga yang namanya levitasi di bawah pengaruh medan magnet, ketika sebuah benda yang diletakkan di atas magnet (memiliki kutub yang mirip dengannya) menggantung di luar angkasa. Efek ini telah dipraktikkan dalam apa yang disebut bantalan magnet.
Apa itu bantalan magnet
Perangkat tipe elektromagnetik di mana poros berputar (rotor) didukung di bagian stasioner (stator) oleh gaya fluks magnet disebut bantalan magnet. Saat mekanisme beroperasi, dipengaruhi oleh gaya fisik yang cenderung menggeser porosnya. Untuk mengatasinya, bantalan magnet dilengkapi dengan sistem kontrol yang memonitor beban dan memberikan sinyal untuk mengontrol kekuatan fluks magnet. Magnet, pada gilirannya, lebih kuat ataumemiliki efek yang lebih kecil pada rotor, menjaganya tetap di posisi tengah.
Bantalan magnet telah banyak digunakan di industri. Ini pada dasarnya adalah mesin turbo yang kuat. Karena tidak adanya gesekan dan, karenanya, kebutuhan untuk menggunakan pelumas, keandalan mesin meningkat berkali-kali lipat. Keausan simpul praktis tidak diamati. Ini juga meningkatkan kualitas karakteristik dinamis dan meningkatkan efisiensi.
Bantalan magnet aktif
Bantalan magnet, di mana medan gaya dibuat dengan bantuan elektromagnet, disebut aktif. Elektromagnet posisi terletak di stator bantalan, rotor diwakili oleh poros logam. Seluruh sistem yang menjaga poros dalam unit disebut suspensi magnetik aktif (AMP). Ini memiliki struktur yang kompleks dan terdiri dari dua bagian:
- bantalan blok;
- sistem kontrol elektronik.
Elemen dasar AMP
Bantalan radial. Perangkat yang memiliki elektromagnet pada stator. Mereka memegang rotor. Ada pelat feromagnet khusus pada rotor. Ketika rotor digantung di titik tengah, tidak ada kontak dengan stator. Sensor induktif melacak penyimpangan sekecil apa pun dari posisi rotor dalam ruang dari nominal. Sinyal dari mereka mengontrol kekuatan magnet pada satu titik atau lainnya untuk mengembalikan keseimbangan dalam sistem. Jarak bebas radial adalah 0,50-1,00 mm, jarak bebas aksial adalah 0,60-1,80 mm
- Bantalan magnetgaya dorong bekerja dengan cara yang sama seperti radial. Sebuah piringan dorong dipasang pada poros rotor, di kedua sisinya terdapat elektromagnet yang dipasang pada stator.
- Bantalan pengaman dirancang untuk menahan rotor saat perangkat mati atau dalam situasi darurat. Selama operasi, bantalan magnet tambahan tidak terlibat. Kesenjangan antara mereka dan poros rotor adalah setengah dari bantalan magnet. Elemen keselamatan dirakit berdasarkan perangkat bola atau bantalan biasa.
- Kontrol elektronik termasuk sensor posisi poros rotor, konverter dan amplifier. Seluruh sistem bekerja berdasarkan prinsip pengaturan fluks magnet di setiap modul elektromagnet.
Bantalan tipe magnet pasif
Bantalan magnet permanen adalah sistem penahan poros rotor yang tidak menggunakan rangkaian kontrol umpan balik. Levitasi dilakukan hanya karena kekuatan magnet permanen berenergi tinggi.
Kerugian dari suspensi semacam itu adalah kebutuhan untuk menggunakan penghentian mekanis, yang mengarah pada pembentukan gesekan dan mengurangi keandalan sistem. Berhenti magnetis dalam arti teknis belum diterapkan dalam skema ini. Oleh karena itu, dalam praktiknya, bantalan pasif jarang digunakan. Ada model yang dipatenkan, misalnya suspensi Nikolaev, yang belum direplikasi.
Magnetic tape di bantalan roda
Konsep"bantalan roda magnetik" mengacu pada sistem ASB, yang banyak digunakan pada kendaraan modern. Bantalan ASB berbeda karena memiliki sensor kecepatan roda bawaan di dalamnya. Sensor ini adalah perangkat aktif yang tertanam di bantalan spacer. Itu dibangun atas dasar cincin magnet di mana kutub elemen yang membaca perubahan fluks magnet bergantian.
Saat bantalan berputar, ada perubahan konstan dalam medan magnet yang diciptakan oleh cincin magnet. Sensor mencatat perubahan ini, menghasilkan sinyal. Sinyal tersebut kemudian dikirim ke mikroprosesor. Berkat itu, sistem seperti ABS dan ESP berfungsi. Sudah mereka memperbaiki pekerjaan mobil. ESP bertanggung jawab untuk stabilisasi elektronik, ABS mengatur putaran roda, tingkat tekanan dalam sistem adalah rem. Ini memantau pengoperasian sistem kemudi, akselerasi ke arah lateral, dan juga mengoreksi pengoperasian transmisi dan mesin.
Keuntungan utama bantalan ASB adalah kemampuannya untuk mengontrol kecepatan putaran bahkan pada kecepatan yang sangat rendah. Pada saat yang sama, indikator berat dan ukuran hub ditingkatkan, pemasangan bantalan disederhanakan.
Cara membuat bantalan magnet
Bantalan magnet do-it-yourself paling sederhana mudah dibuat. Ini tidak cocok untuk penggunaan praktis, tetapi akan dengan jelas menunjukkan kemungkinan gaya magnet. Untuk melakukan ini, Anda memerlukan empat magnet neodymium dengan diameter yang sama, dua magnet dengan diameter sedikit lebih kecil, poros, misalnya, sepotong tabung plastik, dan penekanan,misalnya, toples kaca setengah liter. Magnet dengan diameter lebih kecil dilekatkan pada ujung tabung dengan lem panas sedemikian rupa sehingga diperoleh koil. Di tengah salah satu magnet ini, bola plastik direkatkan di bagian luar. Kutub yang identik harus menghadap ke luar. Empat magnet dengan kutub yang sama diletakkan berpasangan pada jarak panjang segmen tabung. Rotor ditempatkan di atas magnet yang tergeletak dan di sisi tempat bola plastik dilem, ditopang dengan toples plastik. Ini adalah bantalan magnet dan siap.
