Cyplyddion di-gyswllt yw cyplyddion magnetig sy'n defnyddio maes magnetig i drosglwyddo trorym, grym neu symudiad o un aelod cylchdroi i un arall. Mae'r trosglwyddiad yn digwydd trwy rwystr cyfyngiant anmagnetig heb unrhyw gysylltiad corfforol. Mae'r cyplyddion yn barau gwrthwynebol o ddisgiau neu rotorau sydd wedi'u hymgorffori â magnetau.
Mae'r defnydd o gyplu magnetig yn dyddio'n ôl i arbrofion llwyddiannus gan Nikola Tesla ar ddiwedd y 19eg ganrif. Lampau Tesla wedi'u goleuo'n ddi-wifr gan ddefnyddio cyplydd anwythol soniarus ger y cae. Datblygodd ffisegydd a pheiriannydd Albanaidd Syr Alfred Ewing ddamcaniaeth ymsefydlu magnetig ymhellach ar ddechrau'r 20fed ganrif. Arweiniodd hyn at ddatblygiad nifer o dechnolegau gan ddefnyddio cyplu magnetig. Mae cyplyddion magnetig mewn cymwysiadau sydd angen gweithrediad hynod fanwl gywir a chadarnach wedi digwydd yn ystod yr hanner canrif ddiwethaf. Mae aeddfedrwydd prosesau gweithgynhyrchu uwch ac argaeledd cynyddol deunyddiau magnetig daear prin yn gwneud hyn yn bosibl.
Er bod pob cyplydd magnetig yn defnyddio'r un priodweddau magnetig a grymoedd mecanyddol sylfaenol, mae dau fath sy'n wahanol yn ôl dyluniad.
Mae'r ddau brif fath yn cynnwys:
- Cyplyddion math disg sy'n cynnwys dau hanner disg wyneb yn wyneb wedi'u hymgorffori â chyfres o fagnetau lle mae torque yn cael ei drosglwyddo ar draws y bwlch o un ddisg i'r llall
-Cyplyddion math cydamserol fel cyplyddion magnet parhaol, cyplyddion cyfechelog a chyplyddion rotor lle mae rotor mewnol wedi'i nythu y tu mewn i rotor allanol ac mae magnetau parhaol yn trosglwyddo trorym o un rotor i'r llall.
Yn ogystal â'r ddau brif fath, mae cyplyddion magnetig yn cynnwys dyluniadau sfferig, ecsentrig, troellog ac aflinol. Mae'r dewisiadau amgen cyplu magnetig hyn yn helpu i ddefnyddio torque a dirgryniad, a ddefnyddir yn benodol mewn cymwysiadau ar gyfer bioleg, cemeg, mecaneg cwantwm, a hydroleg.
Yn y termau symlaf, mae cyplyddion magnetig yn gweithio gan ddefnyddio'r cysyniad sylfaenol bod polion magnetig cyferbyn yn denu. Mae atyniad y magnetau yn trosglwyddo torque o un canolbwynt magnetedig i'r llall (o aelod gyrru'r cyplydd i'r aelod sy'n cael ei yrru). Mae Torque yn disgrifio'r grym sy'n cylchdroi gwrthrych. Wrth i fomentwm onglog allanol gael ei gymhwyso i un canolbwynt magnetig, mae'n gyrru'r llall trwy drosglwyddo torque yn magnetig rhwng y bylchau neu trwy rwystr cyfyngu anfagnetig fel wal rannu.
Mae maint y trorym a gynhyrchir gan y broses hon yn cael ei bennu gan newidynnau fel:
-Tymheredd gweithio
-Amgylchedd lle mae prosesu'n digwydd
-Polareiddio magnetig
-Nifer o barau polyn
-Dimensiynau parau polyn, gan gynnwys bwlch, diamedr ac uchder
-Gwrthbwyso onglog cymharol y parau
-Shift y parau
Yn dibynnu ar aliniad y magnetau a'r disgiau neu'r rotorau, mae'r polareiddio magnetig yn rheiddiol, tangential neu echelinol. Yna trosglwyddir torque i un neu fwy o rannau symudol.
Ystyrir bod cyplyddion magnetig yn well na chyplyddion mecanyddol traddodiadol mewn sawl ffordd.
Diffyg cysylltiad â rhannau symudol:
-Yn lleihau ffrithiant
-Yn cynhyrchu llai o wres
-Yn gwneud y defnydd mwyaf posibl o'r pŵer a gynhyrchir
-Yn arwain at lai o draul
-Cynhyrchu dim sŵn
-Yn dileu'r angen am iro
Yn ogystal, mae'r dyluniad amgaeëdig sy'n gysylltiedig â mathau cydamserol penodol yn caniatáu i gyplyddion magnetig gael eu cynhyrchu i fod yn atal llwch, yn atal hylif ac yn atal rhwd. Mae'r dyfeisiau'n gwrthsefyll cyrydiad ac wedi'u peiriannu i drin amgylcheddau gweithredu eithafol. Mantais arall yw nodwedd ymwahanu magnetig sy'n sefydlu cydnawsedd i'w ddefnyddio mewn ardaloedd â pheryglon effaith posibl. Yn ogystal, mae dyfeisiau sy'n defnyddio cyplyddion magnetig yn fwy cost-effeithiol na chyplyddion mecanyddol pan fyddant wedi'u lleoli mewn ardaloedd â mynediad cyfyngedig. Mae cyplyddion magnetig yn ddewis poblogaidd at ddibenion profi a gosod dros dro.
Mae cyplyddion magnetig yn hynod effeithlon ac effeithiol ar gyfer nifer o gymwysiadau uwchben y ddaear gan gynnwys:
-Roboteg
-Peirianneg gemegol
-Offerynnau meddygol
-Gosod peiriant
-Prosesu bwyd
-Peiriannau Rotari
Ar hyn o bryd, mae cyplyddion magnetig yn cael eu gwerthfawrogi am eu heffeithiolrwydd wrth foddi mewn dŵr. Mae moduron sydd wedi'u gorchuddio â rhwystr anfagnetig o fewn pympiau hylif a systemau gwthio yn caniatáu i'r grym magnetig weithredu'r llafn gwthio neu rannau o'r pwmp mewn cysylltiad â hylif. Mae methiant siafft dŵr a achosir gan ymlediad dŵr mewn tai modur yn cael ei osgoi trwy nyddu set o magnetau mewn cynhwysydd wedi'i selio.
Mae cymwysiadau tanddwr yn cynnwys:
-Deifiwr cerbydau gyrru
-Pympiau acwariwm
-Cerbydau tanddwr a weithredir o bell
Wrth i'r dechnoleg wella, mae cyplyddion magnetig yn dod yn fwy cyffredin yn lle gyriannau cyflymder amrywiol mewn pympiau a moduron ffan. Enghraifft o ddefnydd diwydiannol sylweddol yw moduron o fewn tyrbinau gwynt mawr.
Mae nifer, maint a math y magnetau a ddefnyddir mewn system gyplu yn ogystal â'r trorym cyfatebol a gynhyrchir yn fanylebau arwyddocaol.
Mae manylebau eraill yn cynnwys:
-Presenoldeb rhwystr rhwng y parau magnetig, sy'n cymhwyso'r cyfarpar ar gyfer boddi mewn dŵr
-Y polareiddio magnetig
-Mae nifer y torque rhannau symudol yn cael ei drosglwyddo'n magnetig
Mae'r magnetau a ddefnyddir mewn cyplyddion magnetig yn cynnwys deunyddiau daear prin fel boron haearn neodymium neu samarium cobalt. Mae rhwystrau sy'n bodoli rhwng y parau magnetig yn cael eu gwneud o ddeunyddiau anfagnetig. Enghreifftiau o ddeunyddiau nad ydynt yn cael eu denu gan fagnetau yw dur di-staen, titaniwm, plastig, gwydr a gwydr ffibr. Mae gweddill y cydrannau sydd ynghlwm wrth y ddwy ochr i'r cyplyddion magnetig yn union yr un fath â'r rhai a ddefnyddir mewn unrhyw system â chyplyddion mecanyddol traddodiadol.
Rhaid i'r cyplydd magnetig cywir fodloni'r lefel ofynnol o trorym a bennir ar gyfer y llawdriniaeth arfaethedig. Yn y gorffennol, roedd cryfder y magnetau yn ffactor cyfyngol. Fodd bynnag, mae darganfod ac argaeledd cynyddol magnetau daear prin arbennig yn gallu tyfu'n gyflym o gyplyddion magnetig.
Ail ystyriaeth yw'r angen i'r cyplyddion gael eu boddi'n rhannol neu'n gyfan gwbl mewn dŵr neu fathau eraill o hylif. Mae gweithgynhyrchwyr cyplydd magnetig yn darparu gwasanaethau addasu ar gyfer anghenion unigryw a dwys.
