Conocimientos básicos y múltiples aplicaciones del acoplamiento magnético

Acoplamiento magnético (acoplamiento de eje magnético / dispositivo de transmisión magnética permanente)

Un acoplamiento magnético, también conocido como acoplamiento de eje magnético o dispositivo de transmisión magnética permanente, consta de tres componentes principales: un rotor de cobre, un rotor de imán permanente y un controlador. El rotor de cobre suele estar conectado al eje del motor, mientras que el rotor de imán permanente está conectado al eje de la máquina accionada. Una característica fundamental es el entrehierro entre ambos rotores, que actúa como una conexión flexible que permite ajustar el par y la velocidad entre el motor y la máquina accionada. Al ajustar el entrehierro, los acoplamientos magnéticos se pueden clasificar en estándar, retardados, limitadores de par y reguladores de velocidad.

Según la norma GB/T 29026-2008 (Terminología Electrotécnica - Motores de Control), un acoplamiento magnético se define como un dispositivo que transfiere par desde un motor primario a un aparato accionado mediante fuerzas magnéticas. Se puede clasificar en síncrono y asíncrono. Su principio de funcionamiento se basa en los avances en tecnología de transmisión, ciencia de materiales y procesos de fabricación. En el siglo XXI, a medida que evoluciona la tecnología de fabricación, los acoplamientos magnéticos no solo se aplican a la maquinaria convencional, sino que también permiten el funcionamiento de equipos en entornos extremos. La tecnología de transmisión por corrientes de Foucault con imanes permanentes ejemplifica esta tendencia, ofreciendo eficiencia energética, respeto al medio ambiente y alineamiento con los principios de desarrollo sostenible.

Estructura interna

El acoplamiento magnético comprende un conjunto de imán externo, un conjunto de imán interno y un manguito de aislamiento.

Los conjuntos de imanes internos y externos constan de imanes permanentes magnetizados radialmente con polaridades alternas dispuestos circunferencialmente sobre anillos de acero con bajo contenido de carbono, formando un conjunto de circuito magnético.

El manguito de aislamiento está hecho de materiales no ferromagnéticos y de alta resistividad (por ejemplo, acero inoxidable austenítico) para garantizar el aislamiento magnético.

Principio de funcionamiento

En reposo, el polo N del imán exterior se alinea con el polo S del imán interior, lo que resulta en un par nulo. Cuando el imán exterior gira (impulsado por el motor), la fricción y la resistencia lo mantienen inicialmente estacionario. Sin embargo, a medida que la rotación continúa, se produce un desplazamiento angular en el entrehierro. Este desplazamiento genera una fuerza de tracción sobre el imán interior, lo que provoca la rotación de su polo N (o polo S). Esta transmisión de par sin contacto mediante fuerzas magnéticas es el mecanismo fundamental de los acoplamientos magnéticos.

Ventajas clave

1. Transmisión sin contacto

Los acoplamientos magnéticos transmiten potencia a través del acoplamiento magnético en lugar del contacto físico (por ejemplo, engranajes o cojinetes), eliminando el desgaste mecánico y extendiendo significativamente la vida útil.

2. Reducción de ruido y vibraciones

La ausencia de contacto físico garantiza un nivel casi nulo de ruido y vibraciones durante su funcionamiento. Esto los hace ideales para entornos sensibles al ruido, como dispositivos médicos y laboratorios, a la vez que mejora la comodidad y la seguridad en el trabajo.

3. Alta eficiencia de transmisión

Los acoplamientos magnéticos minimizan la pérdida de energía y la fricción en comparación con los acoplamientos mecánicos tradicionales, lo que mejora la eficiencia. Se utilizan ampliamente en líneas de producción industrial, aerogeneradores y otras aplicaciones de alta demanda.

4. Prevención de fugas

Un objetivo clave del diseño de los acoplamientos magnéticos es solucionar los problemas de fugas en la transmisión de fluidos. El manguito de aislamiento encierra completamente el rotor interno y los componentes accionados, convirtiendo los sellos dinámicos eje-cuerpo en sellos estáticos manguito-cuerpo. Esto elimina fundamentalmente el riesgo de fugas, haciéndolos indispensables en aplicaciones que requieren un sellado estricto, como las industrias química y farmacéutica.