Cunoștințe de bază și multiple aplicații ale cuplării magnetice

Cuplaj magnetic (cuplaj arbore magnetic / dispozitiv de transmisie magnetică permanentă)

Un cuplaj magnetic, cunoscut și sub numele de cuplaj cu arbore magnetic sau dispozitiv de transmisie magnetică permanentă, constă din trei componente principale: un rotor de cupru, un rotor cu magnet permanent și un controler. Rotorul de cupru este de obicei conectat la arborele motorului, în timp ce rotorul cu magnet permanent este legat de arborele mașinii antrenate. O caracteristică critică este spațiul de aer dintre cele două rotoare, care acționează ca o conexiune flexibilă, permițând reglarea cuplului și a vitezei între motor și mașina antrenată. Prin ajustarea dimensiunii spațiului de aer, cuplajele magnetice pot fi clasificate în tipuri standard, întârziate, cu limitare de cuplu și cu reglare a vitezei.

Conform GB/T 29026-2008 (Terminologie electrotehnică – Motoare de control), un cuplaj magnetic este definit ca un dispozitiv care transferă cuplul de la un motor principal la un aparat antrenat prin forțe magnetice. Poate fi clasificat în tipuri sincrone și asincrone. Principiul său de funcționare folosește progresele în tehnologia transmisiei, știința materialelor și procesele de producție. În secolul 21, pe măsură ce tehnologia de producție evoluează, cuplajele magnetice nu sunt aplicate doar mașinilor convenționale, ci și permit funcționarea echipamentelor în medii extreme. Tehnologia de transmisie cu curenți turbionari cu magnet permanent exemplifica această tendință, oferind eficiență energetică, respectarea mediului și alinierea la principiile dezvoltării durabile.

Structura internă

Cuplajul magnetic cuprinde un ansamblu de magnet exterior, un ansamblu de magnet interior și un manșon de izolare.

Atât ansamblurile de magneti interior cât și exterior constau din magneți permanenți magnetizați radial cu polarități alternante aranjate circumferențial pe inele din oțel cu conținut scăzut de carbon, formând un ansamblu de circuit magnetic.

Manșonul de izolare este realizat din materiale neferomagnetice, cu rezistență ridicată (de exemplu, oțel inoxidabil austenitic) pentru a asigura izolarea magnetică.

Principiul de lucru

În repaus, polul N al magnetului exterior se aliniază cu polul S al magnetului interior, rezultând un cuplu zero. Când magnetul exterior se rotește (acționat de motor), frecarea și rezistența țin inițial magnetul interior staționar. Cu toate acestea, pe măsură ce rotația continuă, se dezvoltă un decalaj unghiular în spațiul de aer. Acest decalaj generează o forță de tragere asupra magnetului interior, determinând polul său N (sau polul S) să se rotească. Această transmisie de cuplu fără contact prin forțe magnetice este mecanismul de bază al cuplajelor magnetice.

Avantaje cheie

1. Transmisie fără contact

Cuplajele magnetice transmit puterea prin cuplajul magnetic în loc de contact fizic (de exemplu, angrenaje sau rulmenți), eliminând uzura mecanică și prelungind semnificativ durata de viață.

2. Reducerea zgomotului și a vibrațiilor

Absența contactului fizic asigură zgomot și vibrații aproape de zero în timpul funcționării. Acest lucru le face ideale pentru mediile sensibile la zgomot, cum ar fi dispozitivele medicale și laboratoarele, îmbunătățind în același timp confortul și siguranța la locul de muncă.

3. Eficiență ridicată de transmisie

Cuplajele magnetice minimizează pierderile de energie și frecarea în comparație cu cuplajele mecanice tradiționale, sporind eficiența. Sunt utilizate pe scară largă în liniile de producție industrială, turbinele eoliene și alte aplicații la cerere mare.

4. Prevenirea scurgerilor

Un obiectiv cheie de proiectare al cuplajelor magnetice este de a rezolva problemele de scurgere în transmisia fluidelor. Manșonul de izolare închide complet rotorul interior și componentele antrenate, transformând etanșările dinamice arbore-corp în etanșări statice manșon-corp. Acest lucru elimină în mod fundamental riscurile de scurgere, făcându-le indispensabile în aplicațiile care necesită etanșare strictă, cum ar fi industriile chimice și farmaceutice.