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Was ist ein elektromagnetisches Lager?

 

Elektromagnetisches Lager, ein Gleitlager, das elektrische Feldkräfte und magnetische Feldkräfte nutzt, um die Welle zu lagern.

 

Das Prinzip vonelektromagnetische LagerDas Prinzip ähnelt dem eines Magnetschwebebahnzugs. Ein Magnetschwebebahnzug ist ein modernes, hochtechnologisches Schienenverkehrsmittel, das durch elektromagnetische Kräfte eine berührungslose Schwebe und Führung zwischen Zug und Schiene realisiert und die vom Linearmotor erzeugte elektromagnetische Kraft nutzt, um den Zug in Bewegung zu setzen und so die Reibung zu reduzieren.

 

Derelektromagnetisches LagerErfasst das Positionsabweichungssignal der Welle über den Positionssensor, sendet das Signal an die Steuerung und steuert den Strom des Elektromagneten über den Leistungsverstärker, um eine Änderung der elektromagnetischen Kraft zu erzeugen, die die Spindel in der vorgegebenen Position hält.

 

2. Vor- und Nachteile von elektromagnetischen Lagern

 

Vorteile vonelektromagnetische Lager:

 

1) Hohe Geschwindigkeit

 

Elektromagnetische Lager ermöglichen es dem Rotor, sich mit hoher Geschwindigkeit zu drehen. Die Drehzahl wird hauptsächlich durch die Festigkeit des Materials begrenzt. Sie können unter superkritischen Bedingungen arbeiten, Hunderttausende von Umdrehungen pro Minute erreichen, und die Rotationsgenauigkeit des Rotors hat den Mikrometerbereich oder sogar darunter erreicht. Dies ist eine Geschwindigkeit und Genauigkeit, die mit gewöhnlichen mechanischen Lagern nicht zu erreichen ist.

 

2) Geringer Stromverbrauch

 

Da die elektromagnetischen Lager keinen mechanischen Kontakt aufweisen, entsteht nahezu keine Reibung, und der Energieaufwand zur Überwindung der Reibung ist sehr gering. Bei einer Drehzahl von 10.000 U/min beträgt der Energieverbrauch nur etwa 15 % desjenigen von mechanischen Lagern.

 

3) Geringe Wartungskosten und lange Lebensdauer

 

Da elektromagnetische Lager keinen Kontakt und keinen Verschleiß aufweisen, keinen Kontakt zwischen beweglichen Oberflächen, keine mechanische Reibung und keine Kontaktermüdung, lösen sie das Problem des Verlusts und der Lebensdauer mechanischer Bauteile, und die Zuverlässigkeit elektronischer Bauteile ist wesentlich höher als die von herkömmlichen mechanischen Teilen.

 

4) Keine Schmierung erforderlich

 

Elektromagnetische Lager benötigen keine Schmierung, wodurch ein Schmiersystem und andere Vorrichtungen entfallen. Dies spart Platz und vermeidet Umweltbelastungen durch ein Schmiersystem.

 

5) Es kann im Vakuum und in einem breiten Temperaturbereich eingesetzt werden und die Struktur kann vielfältig gestaltet werden.

 

Nachteile und Schwierigkeiten elektromagnetischer Lager:

 

1) Elektrostatische Lager benötigen eine hohe elektrische Feldstärke, daher ist ihr Anwendungsbereich begrenzt.

 

2) Der Controller ist der Schlüssel; eine technische Herausforderung besteht darin, einen Controller mit einfacher Struktur, guter Leistung und einfacher Fehlersuche zu entwerfen.

 

3) Auch die Frage, wie sich die Auswirkungen von Verarbeitungs- und Herstellungsfehlern auf die elektromagnetische Steuerung auswirken, stellt eine Schwierigkeit dar.

 

4) Wie die Instabilität des Rotors kontrolliert werden kann, erfordert weitere Forschung und Anwendungserfahrung.

 

3. Anwendung von elektromagnetischen Lagern

 

Gegenwärtig werden elektromagnetische Lager in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in Hochgeschwindigkeitszügen, Hochgeschwindigkeitszentrifugen, Wasserturbinengeneratoren, Schwungrädern von Raumfahrzeugen, Durchflussmessern, Dichtemessern, Leistungsmessern, Vakuumpumpen, Präzisionsreglern und Gyroskopen.