Что вызывает трение в магнитных подшипниках?

9

Магнитные подшипники работают за счет подъема вращающегося вала, чтобы он не соприкасался с опорами. Это значительно снижает трение системы.

Во всей литературе, которую я видел на магнитных подшипниках, подшипники описаны как «с низким трением», а не «без трения».

Википедия

... они не страдают от износа, имеют низкое трение ...

Синхронность

... они не страдают от износа, у них низкий коэффициент трения ...

Steorn

... подшипник с низким коэффициентом трения ...

Calnetix

... чрезвычайно низкий коэффициент трения и износа ...

Казалось бы, не будет никакого трения, поскольку магниты удерживают вращающийся вал от прикосновения к чему-либо.

Откуда возникает трение в магнитных подшипниках?

mechanical-engineering friction magnets tribology Хаззей
источник

Ответы:

4

Сами подшипники в идеале могут иметь нулевое трение, но все равно будут наблюдаться некоторые потери энергии вращения в системе в целом.

Даже если вакуум был идеальным, все, что проводит электричество, даже немного, становится вторичным трансформатором в присутствии изменяющихся магнитных полей. Проводящий материал во вращающемся предмете будет рассеивать энергию из-за вихревых токов, вызванных любым внешним магнитным полем, включая земное. Очевидно, что в магнитном подшипнике есть сильные магнитные поля. Даже небольшая асимметрия в этом поле вызовет видимое переменное магнитное поле в вращающейся части.

Это работает и в обратном направлении. Если вращающаяся часть намагничена, то все, что снаружи, является проводящим, рассеивает некоторую мощность.

Очень трудно избежать небольших дисбалансов и асимметрий в магнитных полях как фиксирующего материала, так и вращающегося материала. Проводящих материалов также трудно избежать. В конце концов, лучшим техническим компромиссом обычно является принятие небольших потерь.

Олин Латроп
источник
4
Поэтому для подшипника в вакууме может показаться, что использование термина «трение» вводит в заблуждение. Это «потеря», но нет трения. Это может быть просто соглашение тогда. В других типах подшипников трение является источником потерь.
Хаззей
6

Существует два типа потерь в магнитных подшипниках: потери в обмотке и электромагнитные потери. Потеря ветра или аэродинамика - это рассеяние энергии вращения из-за вязкости воздуха или других газов, захваченных между вращающейся и неподвижной частями системы. Эти эффекты более значительны в высокоскоростных применениях и явно отсутствуют в вакуумной герметичной камере. Электромагнитные потери могут быть вызваны гистерезисом и / или вихревыми токами в магнитах. Эти эффекты связаны с изменением магнитного потока из-за вращающихся ферромагнитных материалов. Ниже приведены некоторые ссылки, которые я нашел полезными.

Ссылки:

andrewhunter
источник
тогда будет ли идеальный сверхпроводящий вал в настоящем вакууме?
фрик с трещоткой