磁铁技巧：一项新发明使振动消失

维也纳大学发明了一种新型减振技术，它以一种不寻常的方式解决了此类问题：使用永磁体。 这些磁铁与普通永磁体一样，无需电源即可永久保持其磁性，但它们还配备了线圈，因此可以使用电脉冲非常快速地改变其磁性。 例如，这使得主动抑制大型望远镜中镜子的振动成为可能，从而显着提高其性能。

纳米级精度的浮动平台

维也纳科技大学的减振系统由一个永久固定的底座和一个位于其上方的自由浮动平台组成。 该平台悬浮在空中并通过强磁力固定到位。 然后，几个电磁执行器可以在几分之一秒内高精度地调整平台的位置 – 即使该平台上安装了几公斤重的负载。

维也纳大学自动化与控制技术研究所的 Ernst Senskes 教授表示：“在敏感应用中，例如定位镜子部件，该平台的位置必须保持在几十纳米以内。”如果您可以补偿甚至很小的地面振动，例如“当有人经过实验室外时发生的振动，或由正常建筑物振动引起的振动”，这是可能的。

因此，必须非常精确地测量平台的位置，并且必须立即阻止任何移动。 这使得可以非常有效地抑制振动，尤其是低频振动，这在此类应用中通常是一个问题。

电磁铁需要恒定的功率

“电磁体通常用于主动阻尼振动。电流流经磁场中的线圈，根据电流的强度，可以产生不同的力。这种方法速度快、精度高，”该总监解释道该研究所的Georg Schetter教授。

但该技术的主要缺点之一是电流必须不断流动，否则磁力会立即消失。 另一方面，永磁体一旦被非常强的磁场磁化，就可以在任何时间内保持其磁性，无需任何外部电源。

我们日常生活中使用的永磁体，如磁板或冰箱贴，也是通过这种方式制成的：您需要一种合适的可磁化材料，并将其立即暴露在强磁场中。 这会在材料中产生磁性系统，使其保持永久磁性。

有针对性地对永磁体进行再磁化

研究人员现已成功地将电磁体和永磁体的优点结合起来，利用所谓的永磁体吸收振动。 “这是一个永磁体，还配备了线圈，”Sensex 说。 只要永磁体的强度在正确的范围内，就不需要任何动力，浮动平台就会固定到位。 电机只需要采取小的纠正措施来补偿振动。

然而，如果永磁体的强度不再足够，例如因为浮动平台上的重量发生了转移或者因为它需要倾斜，则需要使用更严格的方法：通过永磁体发送短而强大的电流脉冲。线圈，瞬间产生极强的磁场，从而也改变永磁体的磁性。 通过设置正确的磁脉冲强度，可以将永磁体设置到新的工作点，在该点上它再次保持静止而无需电源。

原型正在制作中，正在申请专利

这种控制可以自动化：系统自动识别是否仍接近所需的工作点或是否需要重新磁化。 “我们在过去两年中开发了必要的控制技术，并且已经运行良好，”Ernst Sensex 说道。 在维也纳科技大学研究和转让支持团队的支持下，该发明已获得专利。

“通过我们的原型，我们已经证明可以非常精确地抑制振动并节省能源，”Georg Schetter 说，“这项技术对于由多个镜面部件组成的大型望远镜来说是理想的。为了将望远镜与天空的不同区域对齐，镜子必须非常精确地对齐并在每个位置保持稳定，这正是我们的技术的理想选择。”

但原则上，利用静电永磁体的减振技术当然可以应用于其他领域，例如高质量大规模半导体和光学芯片的精密生产、自适应电机或实验室的精密测量技术。 研究人员认为：“无论您需要哪种可能受振动影响的最高分辨率，我们的技术都是一种有趣的解决方案。”