Новая магнитная опора большой грузоподъемности
На рис.1 кривая 2 изображает зависимость Р(l) для новой конструкции магнитного подшипника. Конкретно для изготовленной конструкции Pnom=15,5кН (1,55 тонны), а величина зазора, при котором грузоподъемность постоянна – lhor=0,6мм. В реальной конструкции зазор между фиксирующими подшипниками выбран 0,4мм для тепловой компенсации, и он значительно перекрывается значением lhor. Это позволяет практически не нагружать фиксирующие подшипники осевыми силами, повышая их долговечность и снижая сопротивление вращению (рис.2).
Рис. 2. Зависимость грузоподъемности магнитного подшипника P от величины зазора δ
Магнитный подшипник новой системы изготовлен российской фирмой «Магниты и магнитные технологии» в Москве по заказу немецкой энергетической фирмы SEEBa. Автор изобретения – профессор, доктор наук Н.В.Гулиа (Москва).
Рис. 3. Общий вид магнитной опоры.
1. Все размеры для справки. 2. Грузоподъёмность опоры (осевое усилие) – 1500кг ±5%
На чертеже (рис.3) приведен общий вид конструкции с габаритными и присоединительными размерами. На фото рис.4 представлен общий вид описанной магнитной опоры на стенде. В нижней части устройства видно жидкостное уплотнение диаметром 60 и длиной 160мм для возможности создания вакуума в корпусе, где будет вращаться подвешиваемая деталь. Это делается для минимизации потерь на вращение деталей с высокой угловой скоростью, например, маховиков накопителей энергии.
Конструкция испытывалась на частоту вращения до 4500об/мин; на рис.5 представлен график изменения момента потерь на токи Фуко Tf в зависимости от частоты вращения nоб/мин. Потери в фиксирующих подшипниках Тl в данной системе очень малы и на практике могут не учитываться. Нетрудно подсчитать, что потери мощности на токи Фуко при максимальной для маховика накопителя энергии частоте вращения 3600об/мин составляет 132ватта, а в фиксирующих подшипниках – 38ватт, что очень немного.
Рис. 5. Зависимость потерь на токи Фуко Tf от частоты вращения n
Конечно же, остаются и вентиляционные или аэродинамические потери, и они зависят от конфигурации вращающейся детали, ее частота вращения и уровня вакуума; эти потери могут быть достаточно точно вычислены.
Следует заметить, что фирма-изготовитель магнитной опоры не специализируется на магнитах с высокой равномерностью магнитного поля. Установка таких магнитов, обладающих несколько большей стоимостью, позволила бы существенно сократить и без того небольшие потери на токи Фуко.
Магнитные опоры очень перспективны для техники будущего. Мы считаем, что первоочередная область их применения в маховичных накопителях энергии высокой энергоемкости и частоты вращения.
Немного больше о технологиях >>>
Проблемы квазистатической электродинамики
В
работах [1], [2] мы показали, что условием выполнения градиентной
инвариантности (эквивалентность калибровки Лоренца и кулоновской калибровки)
является жесткое ограничение на источники полей в уравнениях Максвелла. Заряды
и токи в этих уравнениях должны перемещаться со скорос ...
Ламинарное и турбулентное течение вязкой жидкости
Вязкость.
Коэффициент вязкости. Слоистое движение жидкости, возникающее при сильном
влиянии трения. Воздействие статического давления на твердые тела, находящиеся
в поле течения. Вязкий поток. Число Рейнольдса.
...
