चुंबकीय बियरिंग के कार्य सिद्धांत और वर्गीकरण
चुंबकीय बियरिंगइन प्रणालियों को उनके कार्य सिद्धांतों के अनुसार तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: सक्रिय चुंबकीय बियरिंग, निष्क्रिय चुंबकीय बियरिंग और हाइब्रिड चुंबकीय बियरिंग।
सक्रिय चुंबकीय बियरिंग
सक्रिय चुंबकीय बेयरिंग घूर्णनशील शाफ्ट को उत्तोलित करने के लिए नियंत्रणीय विद्युत चुम्बकीय बल का उपयोग करते हैं, जो मुख्य रूप से रोटर, सोलेनोइड, सेंसर, नियंत्रक और पावर एम्पलीफायर से बना होता है। सोलेनोइड एक स्टेटर पर लगे होते हैं जो त्रिज्या समरूपता में रखे विद्युतचुंबकों द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र में निलंबित होता है। इनमें से प्रत्येक विद्युतचुंबक शाफ्ट की स्थिति में होने वाले परिवर्तनों की निरंतर निगरानी के लिए एक या अधिक सेंसर से सुसज्जित होता है। सेंसर से प्राप्त सिग्नल, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली की सहायता से, विद्युतचुंबक के आकर्षण को नियंत्रित करते हुए विद्युतचुंबक के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा को समायोजित करता है, जिससे घूर्णनशील शाफ्ट स्थिर और संतुलित अवस्था में चलता है और सटीकता की निश्चित आवश्यकताओं को पूरा करता है।
सक्रिय चुंबकीय बियरिंग को विभिन्न नियंत्रण विधियों के आधार पर धारा नियंत्रण और वोल्टेज नियंत्रण में विभाजित किया जा सकता है, और विभिन्न समर्थन विधियों के आधार पर इन्हें रेडियल चुंबकीय बियरिंग और अक्षीय चुंबकीय बियरिंग में विभाजित किया जा सकता है। वर्तमान में, सक्रिय चुंबकीय बियरिंग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली बियरिंग डीसी नियंत्रित चुंबकीय बियरिंग है।
सक्रिय चुंबकीय बियरिंग का यांत्रिक भाग सामान्यतः एक रेडियल बियरिंग और एक अक्षीय बियरिंग से बना होता है, और रेडियल बियरिंग एक स्टेटर (विद्युतचुंबक) और एक रोटर से बनी होती है; अक्षीय बियरिंग में एक स्टेटर (विद्युतचुंबक) और एक थ्रस्ट प्लेट होती है।
सक्रिय चुंबकीय बेयरिंग में रोटर की स्थिति, बेयरिंग की कठोरता और अवमंदन को नियंत्रण प्रणाली द्वारा निर्धारित किए जाने के लाभ हैं, इसलिए चुंबकीय उत्तोलन के क्षेत्र में इसका सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता रहा है, और सक्रिय चुंबकीय बेयरिंग का अनुसंधान हमेशा से चुंबकीय उत्तोलन प्रौद्योगिकी अनुसंधान का केंद्र रहा है। वर्षों के अथक परिश्रम के बाद, इसके डिजाइन सिद्धांत और विधियाँ अधिकाधिक परिपक्व हो चुकी हैं।
पैसिव मैग्नेटिक बेयरिंग
चुंबकीय बेयरिंग के एक प्रकार के रूप में, पैसिव मैग्नेटिक बेयरिंग के अपने विशिष्ट लाभ हैं; यह आकार में छोटा, बिजली की खपत रहित और संरचना में सरल होता है। पैसिव मैग्नेटिक बेयरिंग और एक्टिव मैग्नेटिक बेयरिंग के बीच सबसे बड़ा अंतर यह है कि पैसिव मैग्नेटिक बेयरिंग में सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली नहीं होती है, बल्कि यह घूर्णनशील शाफ्ट को उत्तोलित करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र के गुणों का उपयोग करता है। वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले पैसिव मैग्नेटिक बेयरिंग स्थायी चुंबक से बने स्थायी चुंबक बेयरिंग हैं। स्थायी चुंबक बेयरिंग को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: प्रतिकर्षण प्रकार और सक्शन प्रकार।
निष्क्रिय स्थायी चुंबक बियरिंग का उपयोग रेडियल बियरिंग और थ्रस्ट बियरिंग (अक्षीय बियरिंग) दोनों के रूप में किया जा सकता है, जिनमें से दोनों सक्शन या प्रतिकर्षण दोनों प्रकार के हो सकते हैं। चुंबकीय रिंग की चुंबकीयकरण दिशा और सापेक्ष स्थिति के आधार पर, स्थायी चुंबक बियरिंग में विभिन्न प्रकार की चुंबकीय परिपथ संरचनाएं हो सकती हैं। लेकिन दो मूल संरचनाएं हैं।
दूसरे प्रकार का निष्क्रिय चुंबकीय बेयरिंग चुम्बक बल पर आधारित होता है, जो चुम्बकित नरम चुंबकीय घटकों के बीच कार्य करता है। जब रोटर घटक त्रिज्या में गति करता है, तो चुम्बक प्रतिरोध में परिवर्तन के कारण चुम्बक प्रभाव उत्पन्न होता है, इसलिए इसे "चुम्बक प्रतिरोध बेयरिंग" भी कहा जाता है। इस प्रकार के बेयरिंग को इस प्रकार डिज़ाइन किया जा सकता है कि स्थायी चुंबक भाग न घूमे और केवल नरम लोहे का भाग ही घूमे, जिससे सिस्टम में बेहतर स्थिरता आती है।
रिलक्टेंस बेयरिंग और एक्टिव सोलनॉइड के स्थिरीकरण प्रभावों के संयोजन से न्यूनतम ऊर्जा खपत वाला एक चुंबकीय बेयरिंग सिस्टम बनता है।
हाइब्रिड चुंबकीय बियरिंग
हाइब्रिड चुंबकीय बियरिंग सक्रिय चुंबकीय बियरिंग, निष्क्रिय चुंबकीय बियरिंग और कुछ अन्य सहायक सपोर्ट और स्टेबिलाइजिंग संरचनाओं के आधार पर निर्मित एक प्रकार की संयुक्त चुंबकीय बियरिंग प्रणाली है। यह सक्रिय चुंबकीय बियरिंग और निष्क्रिय चुंबकीय बियरिंग दोनों की व्यापक विशेषताओं को ध्यान में रखती है।
हाइब्रिड चुंबकीय बेयरिंग में स्थायी चुंबक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग विद्युत चुंबक के स्थिर बायस चुंबकीय क्षेत्र के स्थान पर किया जाता है, जिससे न केवल पावर एम्पलीफायर की बिजली खपत में काफी कमी आती है, बल्कि विद्युत चुंबक के एम्पीयर टर्न की संख्या भी आधी हो जाती है, चुंबकीय बेयरिंग का आकार कम हो जाता है और भार वहन क्षमता में सुधार होता है।
चूंकि एक स्थायी चुंबक द्वारा पक्षपाती चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है और विद्युत चुंबक द्वारा नियंत्रित चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, इसलिए स्थायी चुंबक ऑफसेट हाइब्रिड चुंबकीय बियरिंग के निम्नलिखित फायदे हैं:
1) स्थायी चुंबक का उपयोग बायस स्थैतिक चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करने के लिए किया जाता है, और विद्युतचुंबक केवल लोड या बाहरी हस्तक्षेप को संतुलित करने के लिए नियंत्रण चुंबकीय क्षेत्र प्रदान करता है, जो सिस्टम के बायस करंट के कारण होने वाली बिजली की हानि से बच सकता है और कॉइल के गर्म होने को कम कर सकता है।
2) हाइब्रिड चुंबकीय बियरिंग के इलेक्ट्रोमैग्नेट के लिए आवश्यक घुमावों की संख्या सक्रिय चुंबकीय बियरिंग की तुलना में बहुत कम होती है, जिससे चुंबकीय बियरिंग का आकार कम करने और सामग्री की बचत करने में मदद मिलती है। इस प्रकार की बियरिंग में छोटे आकार, हल्के वजन और उच्च दक्षता के फायदे हैं, और यह लघुकरण और छोटे आकार के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
पोस्ट करने का समय: 19 फरवरी 2025
