Cuscinetto magnetico per alberi rotanti senza controllo stabilizzatore

L'immagazzinamento di alberi rotanti è talvolta una sfida in un'ampia varietà di applicazioni. Aumentare l'efficienza riducendo al minimo l'attrito e le perdite per usura sta diventando sempre più importante, con i cuscinetti a rulli e sfere che non soddisfano sempre più le crescenti esigenze. I cuscinetti magnetici sono generalmente la scelta migliore per tali requisiti. Il TU Wien presenta ora un rilevamento magnetico senza sensori.

Con i cuscinetti magnetici attivi (AMB - Active Magnetic Bearing), le forze vengono generate con l'aiuto di elettromagneti. Tuttavia, i cuscinetti magnetici attivi sono sistemi instabili che richiedono un controllo stabilizzante. Molte applicazioni sensibili dei cuscinetti magnetici non sono state realizzate solo perché fino ad ora è stato considerato necessario l'uso di un sensore di posizione per stabilizzare il sistema di cuscinetti magnetici.

Viene utilizzata una struttura a 3 fasi per ridurre al minimo lo sforzo hardware. Questa struttura può essere utilizzata con standard invertern essere azionato dal settore dell'azionamento. A differenza della maggior parte dei cuscinetti magnetici attivi, che richiedono un convertitore di frequenza per ogni grado di libertà, una struttura trifase utilizza solo 3 convertitori di frequenza, il che porta a una significativa riduzione dei costi hardware.

Per stabilizzare il sistema, il controller è oggi sempre implementato in un processore di segnale digitale (DSP), che normalmente si occupa anche di altri compiti. Questo circuito di controllo digitale deve fornire sufficienti riserve di stabilità e robustezza. I sensori di posizione precedentemente comuni hanno percorsi analogici inevitabili che causano rumore aggiuntivo nel segnale di misurazione e quindi devono essere supportate le vibrazioni del rotore. Se l'installazione dei sensori di posizione non è desiderata o non è possibile, le informazioni sulla posizione devono essere calcolate dalle proprietà fisiche del sistema.

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Sensori di posizione per effetti speciali nel grande cinema di successo

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Un metodo per la determinazione sensorless della posizione del rotore è il metodo "Inform" sviluppato dal Prof. Schrödl. Il processo Inform è stato utilizzato con successo per molti anni per identificare l'angolo del rotore delle macchine elettriche ed è stato ulteriormente sviluppato per il campo dei cuscinetti magnetici attivi. Si basa sulla variazione delle proprietà magnetiche a seconda della posizione del rotore. La posizione del rotore può essere determinata valutando impulsi di prova che durano solo pochi milionesimi di secondo.