Вып. 4(44), 2016

DOI 10.21440/2307-2091-2016-4-76-79

УДК 621.3

Об активных магнитных подшипниках pdf

И. Л. Щеклеина, А. В. Угольников, Д. С. Стожков

Дано понятие активного магнитного подшипника как управляемого электромагнитного устройства, которое удерживает часть машины (ротор) в заданном положении относительно неподвижной части. Конструктивно активный магнитный подшипник состоит из двух основных частей: электромеханической части, или собственно подшипника, и электронной системы управления. Приведены варианты конструкции и принцип действия подшипников. Подшипник – это ротор и датчики положения ротора. Ротор вращается в магнитном поле. Магнитное поле создают электромагниты, они закреплены на статоре. Механический контакт между ротором и статором отсутствует. Различают два конструктивных варианта радиального подшипника: с поперечным и продольным направлением магнитного потока относительно оси ротора. Подшипники с поперечным направлением потока более просты в изготовлении и имеют меньшие продольные размеры. Система управления проще при восьмиполюсной конструкции статора. В случае больших подшипников целесообразно использовать большее число полюсов. Даны пути обеспечения оптимальных технических характеристик: максимальной частоты вращения ротора, несущей способности, габаритов и массы, точности позиционирования оси ротора, потерь на трение, энергопотребления, эксплуатационной надежности. Максимальная частота вращения ротора зависит только от качества конструкционных материалов. Несущая способность подшипника зависит от габаритных размеров и материала конструкции. Жесткость подшипника зависит от параметров системы управления и от частоты возмущения. Точность позиционирования оси ротора определяется качеством сигнала датчика положения и жесткостью подвеса. Потери на трение в подшипнике вызваны потерями на вихревые токи и гистерезис в пакетах ротора. Энергопотребление подшипника обусловлено потерями в электромагнитах и усилителях мощности. Эксплуатационная надежность подшипника определяется надежностью электронной схемы и системы электроснабжения. Активные магнитные подшипники используются в мощных генераторах, в точных измерительных приборах, гироскопах, роботах, а также в космической технике, в газовой промышленности, в энергетике, медицинской, фармацевтической и пищевой промышленности.

Ключевые слова: активный магнитный подшипник; ротор; магнитное поле; электромагниты; система; управление; частота вращения; несущая способность; размеры; масса; жесткость; точность; регулирование положения; потери; трение; энергопотребление; надежность,; насосы; миксеры; турбины; промышленность.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Активные электромагнитные подшипники для крупных энергетических машин. М.: ВНИИЭМ, 1988. 10 с.
2. Щеклеина И. Л., Горякова В. В. Об истории развития и применения активных подшипников // Энергетика настоящего и будущего: сб. материалов I Евроазиатской выставки и конф. (16–18 февр. 2010 г.). Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2010.
3. Зотов И. В., Лисиенко В. Г. Магнитные подшипники для системы автоматического управления электромагнитным подвесом роторов
турбогруппы газотурбинных теплоэлектроцентралей // Электротехника. 2010. № 3. С. 8–14.
4. Kimman M. H., Langen H. H., Munnig Schmidt R. H. A miniature milling spindle with active magnetic bearings // Mechatronics. 2010. Vol. 20, № 2. P. 224–235.
5. Стома С. А., Верещагин В. П., Вейнберг Д. М. Электромеханические исполнительные органы с магнитными опорами для управления ориентацией космических станций // Космический бюллетень. 1995. Т. 2, № 1. С. 5–7.
6. Журавлев Ю. Н. Активные магнитные подшипники: теория, расчет, применение. СПб.: Политехника, 2003. 206 с.
7. Поляхов Н. Д., Стоцкая А. Д. Обзор способов практического применения активных магнитных подшипников // Научное приборостроение. 2012. Т. 22, № 4. С. 5–18.
8. Руковицын И. Г., Сарычев А. П. Применение электромагнитных подшипников в газовой промышленности // Компрессорная техника и пневматика. 2008. № 1. С. 12–14.

Лицензия Creative Commons
Все статьи, размещенные на сайте, доступны по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная