Magnomatics, een bedrijf dat is voortgekomen uit de Universiteit van Sheffield, werkt met een aantal partners aan toepassing van magnetische aandrijvingen. De magnetische reductor is een van de sleuteltechnologieën. Andere producten waaraan het team werkt, zijn een magnetische koppeling, schokdempers, remmen en een pseudo-directe aandrijving.
Reductoren worden toegepast om het uitgaand toerental van de primaire motor aan te passen aan de behoefte van de belasting en om het afgegeven koppel te verhogen. Met reductoren kunnen hoge koppels worden geleverd maar ze hebben smering en koeling nodig. Ook lawaai, trillingen en betrouwbaarheid zijn aandapunten. Magnetische reductoren kunnen in bepaalde toepassingen een mechanische reductor vervangen en de betrouwbaarheid en het rendement verbeteren.
Magnetische versnellingsbak
De magnetische versnellingsbak bestaat uit drie concentrische cilindrische vormen: twee rotors met een verschillend aantal permanent magneetpolen en een tussenring met stilstaande magneetpolen, die de magnetische velden verzorgen voor de beweging van de rotor. De overbrengingverhouding hangt af van het ontwerp van het magnetisch circuit. De magnetische overbrenging heeft een specifiek rendement van 99 % en een koppel tot 150 kN/m3. Omdat er geen mechanisch contact is tussen de bewegende delen is de slijtage gering. Daarnaast beschermt een magnetische aandrijving tegen overbelasting, doordat er dan slip ontstaat. Er vindt pas weer krachtoverbrenging mogelijk als het ingaande koppel onder de bovengrens komt.
Magnetische overbrenging is mogelijk in een radiale, axiale of lineaire opstelling met lage overbrengverhoudingen ( 2 tot 30:1) tot een hoge (30 tot 1000:1) in één trap. Geschikte toepassingen zijn mogelijk in hybride voertuigen, windturbines, scheepvaart, elektrische tractiesystemen, hoge snelheid pompen en compressoren, robot besturing enzovoorts.
Pseudodirecte aandrijving
De pseudo-directe aandrijving is een permanent magneet motor/generator met een magnetische transmissie in één. De machine kan een koppel leveren dat specifiek achtmaal groter is dan dat van een standaard permanent magneet machine met luchtkoeling en ongeveer het dubbele van een wisselstroommachine, en dat zonder de gebruikelijke arbeidsfactor.
Conventionele elektrische motoren halen relatief lage koppels in verhouding tot hun volume. Door hun magnetische en elektrische grenzen is vaak een mechanische reductor nodig om de motor aan te passen aan zijn belasting . De pseudo direct drive (PDD) combineert koppellevering en magnetische overbrenging binnen één motor. Dit resulteert in een hoge koppel dichtheid. In vergelijking met een conditionele machine hebben PDD’s kleinere afmetingen, minder onderhoud, grotere betrouwbaarheid en een hoger rendement bij een lager elektrische vermogen, zodat geforceerde of vloeistofkoeling achterwege kan blijven.
De aandrijving is goed beveiligd tegen overbelasting en heeft een hoge arbeidsfactor (specifiek 0,9). Hierdoor kan ‘oversizing’ vervallen en is het mogelijk twee uitgaande assen met verschillende toerentallen te creëren. Toepassingen zijn er in onder meer hybride voertuigen, windturbines, generatoren, witgoed en gereedschap.
