Новый метод диагностики магнитных систем
Современная магнитная G-технология открывает новые возможности для неразрушающего контроля. Она позволяет проводить быструю и высокоточную диагностику сложных магнитных систем, в частности, выявлять дефекты структуры магнитного поля в роторах бесщеточных электродвигателей. Это особенно важно для повышения надежности и эффективности электроприводов.
Строение ротора и принцип визуализации
Типичный ротор такого двигателя представляет собой гладкое кольцо из магнитного материала, намагниченное по секторам, с дополнительным металлическим кольцом снаружи для механической прочности. Новая технология основана на визуализации траекторий электронов. В отсутствие магнитного поля эти траектории (условно изображаемые как линии) остаются параллельными. Искривление этих линий напрямую связано с параметрами локального магнитного поля, что и позволяет "увидеть" его структуру.
На изображении отчетливо видны области с нарушенным или неоднородным намагничиванием ротора — это и есть дефекты.
Идеальный образец для сравнения
Для понимания масштаба отклонений полезно посмотреть на магнитное поле правильно намагниченного, исправного ротора:
Несмотря на идеально гладкую геометрическую форму кольца, на изображении наблюдаются видимые деформации. Это не дефект, а проявление так называемого МЭГ-эффекта — анизотропии (различия свойств по направлениям) траекторий электронов в магнитном поле. Этот эффект и лежит в основе метода.
Перспективы технологии
Развитие метода сулит революционные возможности для инженеров. В будущем, синхронизировав скорость вращения ротора с частотой сканирования электронного микроскопа, можно будет в реальном времени наблюдать динамическое взаимодействие магнитных полей ротора и статора в рабочем зазоре двигателя. Это позволит напрямую изучать и оптимизировать работу различных конструкций электроприводов.
Почему другие методы не подходят
Для решения подобных задач традиционные методы, такие как использование магнитных индикаторных пленок, неприменимы по нескольким причинам. Во-первых, их чувствительность слишком низка для регистрации слабых полей, например, от отдельных катушек статора. Переменные компоненты поля на такой пленке просто не отобразятся. Во-вторых, и это критически важно, метод диагностики должен быть строго бесконтактным. Любые посторонние частицы (включая частицы индикаторной пленки), попавшие в микроскопический зазор двигателя, могут серьезно нарушить его работу или привести к поломке.
Обратите внимание: Почему у ветряных электростанций всего три лопасти ротора?.
Научная основа
Подробное научное описание принципов работы и применения G-технологии изложено в препринте исследовательской статьи, с которым можно ознакомиться по ссылке:
https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4812984
Технологии Инновации Физика Изобретения Магнитное поле Электродинамика Ротор Двигатель Инженер Технологии Длинный пост 9
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Магнитное поле дефектного ротора электродвигателя в электронном микроскопе.