Cojinete magnético
Un cojinete magnético es un tipo de cojinete que soporta una carga mediante levitación magnética . Los rodamientos magnéticos soportan piezas móviles sin contacto físico. Por ejemplo, pueden hacer levitar un eje giratorio y permitir un movimiento relativo con muy poca fricción y sin desgaste mecánico . Los rodamientos magnéticos soportan las velocidades más altas de cualquier tipo de rodamiento y no tienen una velocidad relativa máxima.
Los rodamientos activos tienen varias ventajas: no sufren desgaste, tienen baja fricción y, a menudo, pueden adaptarse automáticamente a las irregularidades en la distribución de masa, lo que permite que los rotores giren alrededor de su centro de masa con muy poca vibración.
Los cojinetes magnéticos pasivos utilizan imanes permanentes y, por lo tanto, no requieren ninguna potencia de entrada, pero son difíciles de diseñar debido a las limitaciones descritas por el teorema de Earnshaw . Las técnicas que utilizan materiales diamagnéticos están relativamente poco desarrolladas y dependen en gran medida de las características del material. Como resultado, la mayoría de los rodamientos magnéticos son rodamientos magnéticos activos que utilizan electroimanes .que requieren una entrada de energía continua y un sistema de control activo para mantener la carga estable. En un diseño combinado, los imanes permanentes se utilizan a menudo para transportar la carga estática y el cojinete magnético activo se utiliza cuando el objeto levitado se desvía de su posición óptima. Los cojinetes magnéticos generalmente requieren un cojinete de respaldo en caso de falla del sistema de control o potencia.
Los cojinetes magnéticos se utilizan en varias aplicaciones industriales, como la generación de energía eléctrica , el refinado de petróleo, el funcionamiento de máquinas herramienta y el manejo de gas natural. También se utilizan en la centrífuga tipo Zippe , [1] para el enriquecimiento de uranio y en bombas turbomoleculares , donde los cojinetes lubricados con aceite serían una fuente de contaminación.
Un cojinete magnético activo funciona según el principio de suspensión electromagnética basada en la inducción de corrientes de Foucault en un conductor giratorio . Cuando un material eléctricamente conductor se mueve en un campo magnético , se generará una corriente en el material que contrarresta el cambio en el campo magnético (conocida como Ley de Lenz ). Esto genera una corriente que resultará en un campo magnético que está orientado en sentido opuesto al del imán . El material eléctricamente conductor actúa así como un espejo magnético . [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8][9] [10] [11]
El hardware consta de un conjunto de electroimán , un conjunto de amplificadores de potencia que suministran corriente a los electroimanes, un controlador y sensores de espacio con componentes electrónicos asociados para proporcionar la retroalimentación necesaria para controlar la posición del rotor dentro del espacio. El amplificador de potencia suministra corriente de polarización igual a dos pares de electroimanes en lados opuestos de un rotor. Este tira y afloja constante está mediado por el controlador, que compensa la corriente de polarización con perturbaciones de corriente iguales y opuestas a medida que el rotor se desvía de su posición central.
