Was verursacht Reibung in Magnetlagern?

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Magnetlager schweben eine rotierende Welle so, dass sie nicht mit ihren Stützen in Kontakt kommt. Dies reduziert die Reibung des Systems erheblich.

In der gesamten Literatur, die ich über Magnetlager gesehen habe, werden die Lager als "reibungsarm" und nicht als "reibungsfrei" beschrieben.

Wikipedia

... sie leiden nicht unter Verschleiß, haben geringe Reibung ...

Synchronität

... sie leiden nicht unter Verschleiß, sie haben geringe Reibung ...

Steorn

... ein reibungsarmes Lager ...

Calnetix

... extrem geringe Reibung und Verschleiß ...

Es scheint, dass es keine Reibung geben würde, da die Magnete die rotierende Welle davon abhalten, irgendetwas zu berühren.

Woher kommt die Reibung in Magnetlagern?

— Hazzey
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Die Lager selbst können idealerweise keine Reibung aufweisen, es treten jedoch immer noch einige Rotationsenergieverluste im Gesamtsystem auf.

Selbst wenn das Vakuum perfekt wäre, wird alles, was Elektrizität auch nur ein wenig leitet, bei sich ändernden Magnetfeldern zu einem sekundären Transformator. Das leitende Material in dem rotierenden Objekt führt aufgrund von Wirbelströmen, die durch ein externes Magnetfeld, einschließlich des Erdfelds, verursacht werden, Strom ab. Offensichtlich gibt es starke Magnetfelder im Magnetlager. Selbst eine kleine Asymmetrie in diesem Feld verursacht ein scheinbares magnetisches Wechselfeld für den sich drehenden Teil.

Dies funktioniert auch umgekehrt. Wenn das sich drehende Teil magnetisiert ist, wird alles an der Außenseite, was leitend ist, etwas Energie abführen.

Kleine Ungleichgewichte und Asymmetrien in den Magnetfeldern sowohl des Fixiermaterials als auch des Rotationsmaterials sind sehr schwer zu vermeiden. Leitfähige Materialien sind ebenfalls schwer zu vermeiden. Am Ende besteht der beste technische Kompromiss normalerweise darin, einige kleine Verluste zu akzeptieren.

— Olin Lathrop
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Für ein Lager im Vakuum scheint es also irreführend, den Begriff "Reibung" zu verwenden. Es ist ein "Verlust", aber es gibt keine Reibung. Es kann dann nur Konvention sein. Bei anderen Lagertypen ist die Reibung die Quelle der Verluste.

— Hazzey

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Es gibt zwei Arten von Verlusten bei Magnetlagern: Luftwiderstand und elektromagnetische Verluste. Luftwiderstand oder aerodynamischer Verlust ist die Ableitung von Rotationsenergie aufgrund der Viskosität von Luft oder anderen Gasen, die zwischen dem rotierenden und dem stationären Teil des Systems eingeschlossen sind. Diese Effekte sind bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen signifikanter und in einer vakuumversiegelten Kammer eindeutig nicht vorhanden. Die elektromagnetischen Verluste können durch Hysterese und / oder Wirbelströme in den Magneten verursacht werden. Diese Effekte haben mit einer Variation des Magnetflusses aufgrund der rotierenden ferromagnetischen Materialien zu tun. Im Folgenden sind einige Referenzen aufgeführt, die ich als nützlich empfunden habe.

Verweise:

— andrewhunter
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das ideal wäre dann eine supraleiterwelle im echten vakuum?

— Ratschenfreak