Grundlæggende viden og flere anvendelser af magnetisk kobling

Magnetisk kobling (magnetisk akselkobling/permanent magnetisk transmissionsenhed)

En magnetisk kobling, også kendt som en magnetisk akselkobling eller permanent magnetisk transmissionsenhed, består af tre kernekomponenter: en kobberrotor, en permanentmagnetrotor og en controller. Kobberrotoren er typisk forbundet med motorakslen, mens permanentmagnetrotoren er forbundet med den drevne maskines aksel. Et kritisk træk er luftspalten mellem de to rotorer, der fungerer som en fleksibel forbindelse, der muliggør justering af moment og hastighed mellem motoren og den drevne maskine. Ved at justere luftspaltens størrelse kan magnetiske koblinger kategoriseres i standard, forsinkede, momentbegrænsende og hastighedsregulerende typer.

I henhold til GB/T 29026-2008 (elektroteknisk terminologi – kontrolmotorer) er en magnetisk kobling defineret som en enhed, der overfører drejningsmoment fra en drivmotor til et drevet apparat via magnetiske kræfter. Det kan klassificeres i synkrone og asynkrone typer. Dets arbejdsprincip udnytter fremskridt inden for transmissionsteknologi, materialevidenskab og fremstillingsprocesser. I det 21. århundrede, efterhånden som produktionsteknologien udvikler sig, anvendes magnetiske koblinger ikke kun til konventionelle maskiner, men muliggør også udstyrsdrift i ekstreme miljøer. Permanent magnet hvirvelstrømstransmissionsteknologi eksemplificerer denne trend, der tilbyder energieffektivitet, miljøvenlighed og overensstemmelse med principperne for bæredygtig udvikling.

Indre struktur

Den magnetiske kobling omfatter en ydre magnetsamling, en indre magnetsamling og en isoleringsmuffe.

Både indre og ydre magnetsamlinger består af radialt magnetiserede permanente magneter med vekslende polariteter anbragt i omkredsen på kulstoffattige stålringe, der danner en magnetisk kredsløbssamling.

Isoleringsmuffen er lavet af ikke-ferromagnetiske materialer med høj resistivitet (f.eks. austenitisk rustfrit stål) for at sikre magnetisk isolering.

Arbejdsprincip

I hvile flugter N-polen på den ydre magnet med S-polen på den indre magnet, hvilket resulterer i nul drejningsmoment. Når den ydre magnet roterer (drevet af motoren), holder friktion og modstand i starten den indre magnet stationær. Men efterhånden som rotationen fortsætter, udvikler der sig en vinkelforskydning i luftspalten. Denne offset genererer en trækkraft på den indre magnet, hvilket får dens N-pol (eller S-pol) til at rotere. Denne berøringsfri drejningsmomentoverførsel via magnetiske kræfter er kernemekanismen i magnetiske koblinger.

Vigtige fordele

1. Ikke-kontakt transmission

Magnetiske koblinger overfører strøm gennem magnetisk kobling i stedet for fysisk kontakt (f.eks. gear eller lejer), hvilket eliminerer mekanisk slid og forlænger levetiden betydeligt.

2. Støj- og vibrationsreduktion

Fraværet af fysisk kontakt sikrer næsten nul støj og vibrationer under drift. Dette gør dem ideelle til støjfølsomme miljøer såsom medicinsk udstyr og laboratorier, samtidig med at de forbedrer komforten og sikkerheden på arbejdspladsen.

3. Høj transmissionseffektivitet

Magnetiske koblinger minimerer energitab og friktion sammenlignet med traditionelle mekaniske koblinger, hvilket øger effektiviteten. De er meget udbredt i industrielle produktionslinjer, vindmøller og andre applikationer med høj efterspørgsel.

4. Forebyggelse af lækage

Et centralt designmål for magnetiske koblinger er at løse lækageproblemer i væsketransmission. Isoleringsbøsningen omslutter fuldstændigt den indre rotor og de drevne komponenter og omdanner dynamiske akseltætninger til statiske ærmer. Dette eliminerer fundamentalt lækagerisici, hvilket gør dem uundværlige i applikationer, der kræver streng tætning, såsom kemiske og farmaceutiske industrier.