Basiskennis en meervoudige toepassingen van magnetische koppeling

Magnetische koppeling (Magnetische askoppeling / Permanent magnetisch transmissieapparaat)

Een magnetische koppeling, ook bekend als een magnetische askoppeling of permanent magnetisch transmissieapparaat, bestaat uit drie kerncomponenten: een koperen rotor, een permanente magneetrotor en een controller. De koperen rotor is doorgaans verbonden met de motoras, terwijl de permanente magneetrotor is gekoppeld aan de as van de aangedreven machine. Een kritisch kenmerk is de luchtspleet tussen de twee rotoren, die fungeert als een flexibele verbinding, waardoor koppel- en snelheidsaanpassing tussen de motor en de aangedreven machine mogelijk is. Door de luchtspleetgrootte aan te passen, kunnen magnetische koppelingen worden gecategoriseerd in standaard, vertraagde, koppelbeperkende en snelheidsregulerende typen.

Volgens GB/T 29026-2008 (Electrotechnische terminologie – Regelmotoren) wordt een magnetische koppeling gedefinieerd als een apparaat dat koppel overbrengt van een primaire aandrijving naar een aangedreven apparaat via magnetische krachten. Het kan worden ingedeeld in synchrone en asynchrone typen. Het werkingsprincipe maakt gebruik van vooruitgang in transmissietechnologie, materiaalkunde en productieprocessen. In de 21e eeuw, naarmate de productietechnologie evolueert, worden magnetische koppelingen niet alleen toegepast op conventionele machines, maar maken ze ook de werking van apparatuur in extreme omgevingen mogelijk. Permanente magneet wervelstroomtransmissietechnologie is een voorbeeld van deze trend en biedt energie-efficiëntie, milieuvriendelijkheid en afstemming op duurzame ontwikkelingsprincipes.

Interne structuur

De magnetische koppeling bestaat uit een buitenste magneetconstructie, een binnenste magneetconstructie en een isolatiehuls.

Zowel de binnenste als de buitenste magneetassemblages bestaan ​​uit radiaal gemagnetiseerde permanente magneten met afwisselende polariteiten die in de omtrek zijn gerangschikt op ringen van koolstofarm staal, waardoor een magnetisch circuit ontstaat.

De isolatiehuls is gemaakt van niet-ferromagnetische materialen met een hoge weerstand (bijvoorbeeld austenitisch roestvrij staal) om magnetische isolatie te garanderen.

Werkingsprincipe

In rust lijnt de N-pool van de buitenste magneet zich uit met de S-pool van de binnenste magneet, wat resulteert in nul koppel. Wanneer de buitenste magneet roteert (aangedreven door de motor), houden wrijving en weerstand de binnenste magneet aanvankelijk stil. Echter, naarmate de rotatie doorgaat, ontwikkelt zich een hoekige offset in de luchtspleet. Deze offset genereert een trekkracht op de binnenste magneet, waardoor de N-pool (of S-pool) roteert. Deze contactloze koppeloverdracht via magnetische krachten is het kernmechanisme van magnetische koppelingen.

Belangrijkste voordelen

1. Contactloze transmissie

Magnetische koppelingen brengen kracht over via magnetische koppeling in plaats van via fysiek contact (bijvoorbeeld tandwielen of lagers). Hierdoor wordt mechanische slijtage voorkomen en de levensduur aanzienlijk verlengd.

2. Vermindering van geluid en trillingen

De afwezigheid van fysiek contact zorgt voor bijna nul geluid en trillingen tijdens de werking. Dit maakt ze ideaal voor geluidsgevoelige omgevingen zoals medische apparaten en laboratoria, terwijl ze ook het comfort en de veiligheid op de werkplek verbeteren.

3. Hoge transmissie-efficiëntie

Magnetische koppelingen minimaliseren energieverlies en wrijving vergeleken met traditionele mechanische koppelingen, wat de efficiëntie verbetert. Ze worden veel gebruikt in industriële productielijnen, windturbines en andere toepassingen met een hoge vraag.

4. Lekkagepreventie

Een belangrijk ontwerpdoel van magnetische koppelingen is het oplossen van lekkageproblemen bij vloeistoftransmissie. De isolatiehuls omsluit de binnenrotor en aangedreven componenten volledig, waardoor dynamische as-lichaamafdichtingen worden omgezet in statische huls-lichaamafdichtingen. Dit elimineert fundamenteel lekkagerisico's, waardoor ze onmisbaar zijn in toepassingen die strikte afdichting vereisen, zoals de chemische en farmaceutische industrie.