Magneettikytkinnän perustiedot ja useat sovellukset

Magneettinen kytkin (magneettisen akselin kytkentä / pysyvä magneettinen lähetyslaite)

Magneettinen kytkin, joka tunnetaan myös nimellä magneettinen akselikytkin tai kestomagneettinen siirtolaite, koostuu kolmesta ydinkomponentista: kupariroottorista, kestomagneettiroottorista ja ohjaimesta. Kupariroottori on tyypillisesti kytketty moottorin akseliin, kun taas kestomagneettiroottori on kytketty käytettävän koneen akseliin. Kriittinen ominaisuus on kahden roottorin välinen ilmarako, joka toimii joustavana liitoksena mahdollistaen vääntömomentin ja nopeuden säädön moottorin ja käytettävän koneen välillä. Ilmaraon kokoa säätämällä magneettikytkennät voidaan luokitella vakio-, viive-, vääntömomenttia rajoittaviin ja nopeutta sääteleviin tyyppeihin.

GB/T 29026-2008 (Electrotechnical Terminology – Control Motors) mukaan magneettinen kytkentä määritellään laitteeksi, joka siirtää vääntömomentin voimanlähteestä käytettävään laitteeseen magneettisten voimien avulla. Se voidaan luokitella synkronisiin ja asynkronisiin tyyppeihin. Sen toimintaperiaate hyödyntää siirtoteknologian, materiaalitieteen ja valmistusprosessien edistysaskeleita. 2000-luvulla valmistustekniikan kehittyessä magneettikytkimiä ei sovelleta vain tavanomaisiin koneisiin, vaan ne mahdollistavat myös laitteiden käytön äärimmäisissä ympäristöissä. Kestomagneettipyörrevirtasiirtotekniikka on esimerkki tästä trendistä, sillä se tarjoaa energiatehokkuutta, ympäristöystävällisyyttä ja yhdenmukaisuutta kestävän kehityksen periaatteiden kanssa.

Sisäinen rakenne

Magneettinen kytkin käsittää ulkomagneettikokoonpanon, sisemmän magneettikokoonpanon ja eristysholkin.

Sekä sisä- että ulkomagneettikokoonpanot koostuvat säteittäisesti magnetoiduista kestomagneeteista, joiden polariteetit vaihtelevat ja jotka on järjestetty kehämäisesti vähähiiliselle teräsrenkaalle muodostaen magneettisen piirikokoonpanon.

Eristysholkki on valmistettu ei-ferromagneettisista, korkearesistiivisistä materiaaleista (esim. austeniittisesta ruostumattomasta teräksestä) magneettisen eristyksen varmistamiseksi.

Toimintaperiaate

Lepotilassa ulomman magneetin N-napa on kohdakkain sisemmän magneetin S-navan kanssa, jolloin vääntömomentti on nolla. Kun ulompi magneetti pyörii (moottorin ohjaama), kitka ja vastus pitävät sisämagneetin aluksi paikallaan. Kuitenkin pyörimisen jatkuessa ilmaväliin kehittyy kulmapoikkeama. Tämä siirtymä synnyttää vetovoiman sisämagneettiin, jolloin sen N-napa (tai S-napa) pyörii. Tämä kosketukseton vääntömomentin siirto magneettisten voimien kautta on magneettikytkentöjen ydinmekanismi.

Tärkeimmät edut

1. Kontaktiton lähetys

Magneettiset kytkimet siirtävät tehoa magneettikytkimen kautta fyysisen kosketuksen sijaan (esim. hammaspyörät tai laakerit), mikä eliminoi mekaanisen kulumisen ja pidentää merkittävästi käyttöikää.

2. Melun ja tärinän vaimennus

Fyysisen kosketuksen puuttuminen takaa lähes nollan melun ja tärinän käytön aikana. Tämä tekee niistä ihanteellisia meluherkkiin ympäristöihin, kuten lääketieteellisiin laitteisiin ja laboratorioihin, ja parantavat samalla työpaikan mukavuutta ja turvallisuutta.

3. Korkea lähetystehokkuus

Magneettiset kytkimet minimoivat energiahäviön ja kitkan perinteisiin mekaanisiin kytkimiin verrattuna, mikä lisää tehokkuutta. Niitä käytetään laajalti teollisissa tuotantolinjoissa, tuuliturbiineissa ja muissa suuren kysynnän sovelluksissa.

4. Vuotojen esto

Magneettisten kytkimien tärkein suunnittelutavoite on ratkaista vuotoongelmat nesteensiirrossa. Eristysholkki sulkee sisäroottorin ja käytettävät komponentit kokonaan sisään muuttamalla dynaamiset akseli-runkotiivisteet staattisiksi holkki-runkotiivisteiksi. Tämä eliminoi vuotoriskit perusteellisesti ja tekee niistä välttämättömiä tiukkaa tiivistystä vaativissa sovelluksissa, kuten kemian- ja lääketeollisuudessa.