M A G N E T Y C Z N E    S Y S T E M Y    D W U S T A N O W E

Synchroniczne sprzęgła oraz hamulce magnetyczne cechują się określoną funkcjonalnością, która w wielu przypadkach okazuje się całkowicie wystarczająca. Wymienione urządzenia są najczęściej eksploatowane w wariancie rotacyjnym, który wiąże się głównie z przenoszeniem lub wytracaniem momentu obrotowego. Rozwinięcie tych systemów stanowią urządzenia regulowane i sterowane. Wspomniane warianty pozwalają na wykorzystanie sprzęgieł i hamulców w szerszym zakresie i podnoszą znacząco ich uniwersalizm. Mimo wszystko istnieją dalej aplikacje, które stanowią pewne wyzwanie dla rotacyjnych systemów magnetycznych. Przykładem problemu, który można rozwiązać za pomocą odpowiedniej adaptacji konstrukcyjnej hamulca magnetycznego, jest układ permanentnego naciągu kabla zasilającego elektryczne maszyny ruchome.

Suwnica pomostowa stanowi znakomity przykład elektrycznej maszyny ruchomej. Z uwagi na pobór mocy, suwnica jest zwykle zasilana i sterowana poprzez odpowiednio dobrany kabel. Zawiera on wszystkie potrzebne przewody oraz stanowi zabezpieczenie przed ich ewentualnym uszkodzeniem. Dodatkowo cechuje się zdefiniowaną odpornością na rozciąganie i jest w stanie przenosić, w ograniczonym zakresie, siły wzdłużne. Długość kabla jest dobrana do przewidywanego zasięgu maszyny ruchomej. Kabel zasilający musi być bezwzględnie chroniony przed uszkodzeniem. Najprostszym i najskuteczniejszym sposobem jest permanentne utrzymywanie naciągniętego kabla i jego odwijanie z zasobnika tylko w zakresie odpowiadającym aktualnym potrzebom, które wynikają z położenia maszyny względem źródła zasilania czy też zasobnika.

Realizacja tego zadania jest możliwa, o ile zapewni się jednoczesne zwijanie i odwijanie kabla. Mimo, że wymieniona funkcjonalność wydaje się wręcz nierealna, z technicznego punktu widzenia jest możliwa do wykonania. Efekt jednoczesnego zwijania i odwijania można uzyskać dzięki odpowiedniej adaptacji rotacyjnego systemu magnetycznego, który musi cechować się dwoma stanami pracy. Magnetyczny system dwustanowy MSD jest właśnie urządzeniem, który może pracować synchronicznie i asynchronicznie w sposób ciągły, gwarantując jednocześnie dowolną i płynną zmianę stanów pracy. Z uwagi na specyfikę eksploatacyjną, systemy MSD są budowane jako urządzenia bezzasileniowe, nie wymagające konserwacji. Wyróżnia je kompaktowość i ciągła gotowość eksploatacyjna. Sprzęgła w wariancie MSD są w stanie zagwarantować pożądaną w tym wypadku funkcjonalność jednoczesnego zwijania i odwijania kabla.

Dobór sprzęgła MSD jest podyktowany przede wszystkim analizą termiczną w zakresie określenia pojemności cieplnej konstrukcji. W przypadku opisanej aplikacji (i każdej podobnej), dominujący jest czas pracy asynchronicznej, który wiąże się wprost z wytwarzaniem ciepła. Kabel jest zwijany w sposób ciągły, niezależnie od tego, czy jest wykorzystywany czy nie. Praca synchroniczna ma miejsce okresowo, gdy już rozwinięty kabel, w miarę zbliżania się maszyny do źródła zasilania czy zasobnika, jest z powrotem nawijany. Praca w quasi-permanentnym poślizgu oznacza, że wartość przenoszonego przez sprzęgło MSD momentu obrotowego jest wytracana bezkontaktowo w układzie magnetycznym. Energia mechaniczna jest zamieniana na ciepło. Generowana moc cieplna jest zależna od ilości obrotów oraz wartości przenoszonego momentu obrotowego. W przypadku, gdy pojemność termiczna konstrukcji jest dostatecznie duża, sprzęgło MSD może być eksploatowane bez konieczności instalacji odpowiadającej za chłodzenie. W przeciwnym wypadku należy zapewnić aktywny odbiór ciepła. Innym sposobem jest redukcja obrotów do poziomu, przy którym generowana moc cieplna będzie mniejsza od pojemności cieplnej konstrukcji sprzęgła MSD.

Sprzęgło MSD jest urządzeniem bardzo uniwersalnym, którego konstrukcja została tak pomyślana, by umożliwić jego wykorzystanie jako sprzęgła synchronicznego, hamulca lub sprzęgła dwustanowego. W przypadku pracy w wariancie synchronicznym urządzenie zapewnia bezpieczne przenoszenie zadanej wartości momentu obrotowego. Eksploatowane jako hamulec gwarantuje stałe i powtarzalne generowanie określonej wartości momentu hamującego. Użytkowane jako sprzęgło dwustanowe, pozwala realizować bardziej skomplikowane funkcje, podobne do tych opisanych wcześniej na wybranym przykładzie.