Приветствую! Надеюсь тема будет многим интересна. Хочу сделать магнитнй подшипник, в моем случае - удерживать ротор турбинки при вращении. Пока придумал только следущее: поместить два электромагнита которые удерживали бы концы ротора турбины, каждый электромагнит тянет в аксиальном направлении. Устойчивость в радиальном направлении будет фиговая соответственно, зато конструкция проще.

Я посмотрел в теме про левитрон предлагали делать оптический сенсор, в моем случае это врядьли сработает из-за малого расстояния и пара у турбинки. Поэтому остается только вариант с электромагнитным сенсором. Еще в турбинке будет высокая температура (до 180* ) поэтому электроника и магниты там могут и не выжить.

Были варианты использовать сенсоры из харда или сидирома, я пока еще читаю о них, это интересный вариант но я так понимаю сам электромагнит может на них влиять.

В идеале стоило бы сравнивать индуктивности двух катушек посылая на них переменный ток. Та катушка к которой ротор приблизиться будет иметь большую индуктивность.

Совсем уж халявный способ - подключить две катушки паралельно к источнику переменного тока через общий резистор, чтобы катушка с бОльшим показателем индуктивности пропускала меньше тока и соответственно давала другой катушке притянуть ротор к себе. Возможен ли такой самобалансирующий вариант? Насколько потери в катушке будут больше для переменного тока 1 кгц по сравнению с постоянным током для такого же магнитного поля?

Можно ли сократить потребление энергии до 2 вт или менее, если сделать зазор очень маленьким, например 0.3мм? при массе ротора около 100гр.

Чтобы ротор подшипника не задевал стенки статора, надо заставить его отталкиваться (а не притягиваться) от этих стенок. Как? Думай.
Если не догадаешься - завтра подскажу.

я хочу использовать два электромагнита на притягивание.
пример, если ось ротора вертикальна, то магнит сверху и снизу. оба притягивают, тот электромагнит к которому ротор ближе будет притягивать слабее и ротор передвинеться обратно к центру.

исползовать на отталкивание можно или магнитом, который не выживет на роторе в горячем пару и при больших оьоротах, либо токи фуко которые очень много жрут.

чем вам не нравится вариант с двумя притягивающими электромагнитами?

Значит не хочешь думать. По Вашей задумке свободно висящий ротор имеет неустойчивое состояние и обязательно из него выскочит в одно из устойчивых и прилипнет к статору (со всеми вытекающими последствиями). Если ротор будет ОТТАЛКИВАТЬСЯ от окружающих стенок статора, то у него устойчивое состояние = центр вращения. При каждом отклонении от центра вращения магнитная сила будет возвращать ротор в центр.
И не надо никаких электромагнитов и систем отслеживания, достаточно пары постоянных магнитов (один на роторе, второй на статоре) с одинаковыми полюсами.

Вы серьезно? А как же ирншоу, правило о невытеснении магнитного поля? правило о невозможности создать не-выпуклое магнитное поле?

Ваше решение либо создаст плоское магнитное поле, соответственно ротор сьедет вверх или вниз
Либо если использовать кольцевые магниты поле будет иметь сквозное отверстие, по которому ротор сьедет влево или вправо. Такая система не устойчива. И я не могу использовать постоянные магниты на роторе из-за высоких скоростей и температур.

Я достаточно много времени потратил на поиск подобных решений на постоянных магнитах, и уверен в том, что сказал выше и не хочу споров на эту тему.

Давайте все-таки вернемься к теме электромагнитов с индуктивными сенсорами.

Два управляемых электромагнита могут устойчиво поддерживать обьект если они тянут обьект в разные стороны и если они управляемы. В моем примере я предложил чтобы один тянул вверх, другой вниз в случае если ось вертикальна.

Тут http://imlab.narod.ru/MechSys/M_Bear/M_Bear.htm
и вообще...
http://imlab.narod.ru/MechSys/MechSys.htm

Спасибо, я уже посмотрел этот сайт в теме про левитрон.
К сожалению сайт просто забит рекламой мне с телефона приходится на каждой странице закрывать по три полноэкранных баннера. Хотя содержание того стоит

Ближе всего из того что я нашел там мне вот этот пример: http://imlab.narod.ru/MechSys/LVDT/LVDT_01.htm
Т.е. посылать сигнал и сравнивать его. На мой взгляд это самый надежный способ, а в условиях турбины может быть вообще единственный. Можно ли данный пример переделать на два электромагнита по краям оси, для удержания в аксиальном направлении? с кольцевым электромагнитом на статоре и железным якорем на роторе с каждого конца оси.

оптический сенсор вряд ли будет способен работать при температуре 180*С, клубах пара и зазоре менее миллиметра. делать шторку как на чертеже довольно сложно в том смысле что это потребует делать разборный корпус.

Постоянные магниты на роторе могут размагнититься или просто разорватся от центробежной силы. Магниты весьма хрупкие на разрыв.

Вполне серьезно. Надо использовать эффект отталкивания, а не притяжения. Но если Вы думаете иначе = Ваше право. А впрочем можете поэкспериментировать с тремя магнитиками, поставив их в один ряд полюсами навстречу и наоборот.. только придется принять меры для среднего магнитика, чтобы его не выдавливало и не разворачивало при отталкивании от соседних. Использовав эффект отталкивания не потребуется применять следящую систему.



Постоянные магниты на роторе могут размагнититься или просто разорватся от центробежной силы. Магниты весьма хрупкие на разрыв.
Не могут размагнитится и не разорвутся. Не надо выдумывать. А надо думать. И помнить: что сталь является магнитопроводом (если Вы боитесь разорвет). Я намекаю на седло подшипника из стали и стальную ось ротора. А приложить к этим деталям полюс постоянного магнита или электромагнита - решайте сами.

Невозможно сделать полностью магнитный подшипник без следящей системы.
Тот же левитрон - почитайте, устойчив лишь при строго определенных оборотах. при оборотах выше 3000 в минуту левитрон упадет. так же если обороты ниже 1000 в минуту. как-то так. к тому же левитрон сам требует основы массой в килограммы для удержания грузика весом в граммы. это не эффектвно. ни одного другого полностью пассивного и безконтактного способа удержания груза магнитным способом я никогда не встречал.

А вот насчет отталкивания вы правы.. в моем случае при приближении к краю - ротор начнет притягивать я со все возрастающей силой, а потом стукнется. если использовать отталкивание, то с ростом расстояния сила будет ослаблятся. но тогда потребуется еще и удержание в радиальном направлении. а значит дополнительные элементы на роторе, а это плохо.

Железо может оставаться в виде магнита, но не долго. ему нужен либо источник тока рядом, либо постоянный магнит рядом для намагниченности. я не могу пронести на ротор ток, разве что снимать ток ротора на нужды подшипника )) но это уже извращение.

По моим подсчетам даже медь на роторе выдавится и улетит(поэтому использую железный ротор), не говоря уже о керамике. Обороты по подсчетам могут достигать 300 000 в минуту - это слишком много для керамики магнита.

Проблема в том, что отталкивание хотя и может быть лучше, требует или источник тока или постоянный магнит на роторе. Я не представляю как сделать это.

О, прочитав ваше сообщение в четвертый раз я таки понял что там имелось ввиду!
Вы имеете ввиду все магниты оставить на статоре а на роторе разместить лишь магнитопровод для соединения магнитов со статора? это гениально! решает дофига проблем сразу

Опять неправильно понял: в роторе тоже должен стоять магнит, но не обязательно - весь ротор это магнит. Достаточно иметь стальную ось в виде двух частей и между ними - магнит. Тогда концы осей в районе подвеса ротора будут иметь полюса (как на картинке).
Подшипник: это стальная чашка, закреплена на станине (немагнитной). К чашке с внешней стороны приложен постоянный магнит = чашка будет иметь полюс (на картинке слева - южный полюс , справа - северный. Эта чашка будет пытаться вытолкнуть ось, так как конец оси тоже имеет тот полюс. Но выталкивать НЕКУДА, ибо с обратной стороны ось тоже выталкивается своей парой магнитов. Ротор висит посередине...в воздухе. Подшипник в виде чашки и ось никак не может соприкоснуться со стенкой чашки = отталкивается. Попытаемся подвинуть ротор, но при уменьшении зазора сила отталкивания увеличивается, а с противоположной стороны - уменьшается и ротор пытается вернуться в среднее положение = равновесное.
А теперь конструктив: на картинке всё понятно без обьяснений. Хотя бы сделай модель из подручных папье маше или пластилина. И будешь долго радоваться.

Это означает очень, очень значительно уменьшить жесткость оси ротора. плюс ротор в моем случае трубка, т.е. полый. и по трубке будет идти газ, т.е. на магнит места у центра оси просто нет

Я делал подобные макеты именно с целью найти возможность сделать полностью магнитный подшипник.
Нельзя сделать углубление в магнитном поле. кольцевые магниты могут сделать подобную штуку, но там будет не углубление а полноценный провал с неустойчивостью движения внутрь-наружу кольцевого магнита

в вашем случае ротор свалиться в радиальном направлении вниз по рисунку, я делал подобные макеты из кольцевых магнитов, проверьте сами?

Вытолкнуть есть куда. вниз/вверх по рисунку. вы считаете что можно сделать чашу в которой магнитное поле будет иметь углубление, это в корне не верно. чаша даст плоское магнитное поле в лучшем случае и ротор там не будет иметь радиальной устойчивости.

Кольцевой магнит и наконечник на магнит в виде кольца - не одно и тоже. И никуда ротор не свалится. Господи! Я устал обьяснять...Делай как хочешь! Я бы просто поставил обычный подшипник и не выёживался.

на 300 000 оборотов в минуту не так просто найти обычный подшипник

аэроподшипник скольжения.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0 ... 0%BA%D0%B8