Paliers magnétiques actifs

Le système de palier magnétique actif SKF fait léviter l'arbre en rotation et le maintient en position en appliquant des forces électromagnétiques contrôlées sur le rotor en sens radial et axial.

Le stator à palier magnétique radial contient des électroaimants, en général constitués d'une pile de lamelles avec des bobines de cuivre enroulées autour des pôles nord et sud. Un courant est appliqué à chaque bobine pour produire des forces d'attraction sur les pièces en fer laminé du rotor afin de faire léviter l'arbre à l'intérieur du palier. Le jeu ou entrefer magnétique entre le stator et le rotor est compris entre 0,5 et 1,0 mm, en fonction de l'application, et il n'y a donc pas de frottement de contact, d'usure des composants ni de besoin de lubrification. La conception du palier axial est similaire, avec des pièces de rotor et des noyaux de stator en fer plein plutôt que laminé.
SKF propose également d'autres montages de paliers magnétiques. Par exemple un palier magnétique conique avec seulement deux stators à roulements fournissant des forces radiales et axiales sur l'arbre.

Les capteurs de position brevetés SKF mesurent avec précision les déplacements radiaux et axiaux de l'arbre. Pour les machines tournantes légères, une solution « sans capteur » est fournie, qui associe le capteur et l'électroaimant dans un seul stator. L'électronique de puissance comporte une commande numérique pour alimenter les électroaimants en courant et maintenir l'arbre sur la position prédéfinie. La commande numérique permet d'obtenir une rigidité et un amortissement accrus et des fonctions spécifiques, par exemple l'équilibrage automatique.

Le système de palier magnétique actif complet comprend :
  • le système de surveillance qui fournit des informations en temps réel sur la position de l'arbre, les vibrations, les courants (charges), les températures, ainsi que des alarmes et des fonctions de gestion de la sécurité
  • les roulements auxiliaires qui soutiennent l'arbre à l'arrêt mais ne sont pas en contact lorsque les paliers magnétiques sont sous tension 
  • l'alimentation électrique assurée par des batteries ou par régénération à partir d'un moteur à grande vitesse, afin de maintenir la lévitation magnétique en cas de coupure de courant

Les paliers magnétiques SKF peuvent être utilisés dans une grande variété d'applications industrielles et commerciales. Ils couvrent une large plage de capacités de charge, depuis quelques newtons pour les pompes turbomoléculaires à vide légères et à haute vitesse jusqu'à des paliers axiaux fournissant plus de 30 tonnes pour faire léviter des arbres de turbines à eau de 8 mètres de long. Les systèmes électroniques de puissance correspondantes avec commande numérique sont disponibles avec une plage allant de quelques ampères @48 VCC jusqu'à 30 ampères @300 VCC comme pour les compresseurs de pipelines de 30 MW. Les paliers magnétiques SKF offrent robustesse, fabricabilité, durabilité et performances clés :

  • fiabilité élevée
  • haut rendement énergétique
  • aucune usure des composants mécaniques et donc durée de service accrue 
  • pratiquement aucune maintenance
  • respect de l'environnement, sans huile ni contamination
  • vitesses très élevées
  • pratiquement sans vibrations
  • conviennent à différents environnements sous vide ou à gaz de processus, permettant des conceptions de machines hermétiques
  • puissante maintenance conditionnelle intégrée
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