ПРИМЕНЕНИЕ АКТИВНЫХ МАГНИТНЫХ ПОДШИПНИКОВ
Техническая справка
Активный Магнитный Подшипник (АМП)- это управляемое электромеханическое устройство, в котором стабилизация положения ротора осуществляется силами магнитного притяжения, действующими на ротор со стороны электромагнитов, ток в которых регулируется системой автоматического управления по сигналам датчиков перемещений ротора. Полный неконтактный подвес ротора может быть осуществлен с помощью либо двух радиальных и одного осевого АМП, либо двух конических АМП. Поэтому система магнитного подвеса ротора включает в себя как сами подшипники, встроенные в корпус машины, так и электронный блок управления, соединенный проводами с обмотками электромагнитов и датчиками. В системе управления может использоваться как аналоговая, так и более современная цифровая обработка сигналов.
Основные преимущества АМП- отсутствие механического контакта и смазки позволяют использовать их при высоких скоростях вращения, в вакууме, высоких и низких температурах, стерильных технологиях, и т. д.
Исходя из преимуществ активных магнитных подшипников перед известными, можно указать следующие классы машин, где их применение наиболее эффективно.
Турбокомпрессоры и турбовентиляторы. Применение магнитных подшипников за счет увеличения частоты вращения повышает производительность и снижает весогабаритные показатели. В случаях, когда к перекачиваемой среде предъявляются высокие требования по чистоте, являются практически единственно возможным типом опор. Используются в широком диапазоне частот вращения, мощностей, давлений, температур. Наиболее перспективная сфера применения: лазерные установки, газоперекачивающие агрегаты, вентиляционные агрегаты для активных, высокотемпературных и маслоопасных сред.
Турбомолекулярные насосы. Магнитные подшипники позволяют достичь требуемых для этих устройств высоких частот вращения. Неоспоримым достоинством здесь является возможность длительной работы в вакууме. Применяются в вакуумных установках со сверхвысокой степенью разрежения.
Электрошпиндели (фрезерные, сверлильные, шлифовальные). Повышение на основе магнитных подшипников частоты вращения существенно повышает производительность оборудования и улучшает чистоту обработки. Перспективной является возможность комбинированного движения инструмента (микродолбежка при сверлении,, микроколебания при шлифовании), что существенно повышает технологические возможности оборудования. Сфера применения - высокопроизводительные прецизионные металлообрабатывающие станки.
Турбодетандеры. Применение магнитных подшипников в криогенной технике обеспечивает повышение надежности работы и производительности высокооборотных турбодетандеров в условиях низких температур и больших перепадов давления. Возможность совмещения магнитных подшипников с электрической машиной позволяет создавать компактные турбодетандеры с электрическим отбором мощности (без компрессорных колес). Могут быть применены в кислородных, азотных и гелиевых криоустановках.
Газовые турбины и турбоэлектрические агрегаты. Использование в качестве опор магнитных подшипников решает проблемы смазки при высоких температурах, увеличивает ресурс работы, улучшает виброакустические характеристики. Сказанное справедливо и для случаев, когда магнитные подшипники устанавливаются в качестве опор ротора турбоэлектрического агрегата. Сфера применения - автономные энергоустановки.
Инерционные накопители энергии. Содержат маховик, жестко связанный с ротором электрической машины. Накапливают энергию путем преобразования электрической энергии в кинетическую (разгон маховика) и отдают ее потребителю по мере необходимости (торможение). Наиболее эффективны при больших частотах вращения при использовании композитных супермаховиков. Использование магнитных подшипников позволяет существенно улучшить весо-габаритные и энергоемкостные показатели, обеспечивает возможность управления динамикой ротора с маховиком при резких разгонах и торможении, допускает вакуумирование системы для уменьшения аэродинамических потерь. Перспективны для применения в космической технике, на транспорте, в системах, требующих рекуперации энергии, в системах автономного энергоснабжения.