소식

전자기 베어링이란 무엇인가요?

 

전자기 베어링전기장과 자기장의 힘을 이용하여 축을 공중에 띄우는 일반 베어링.

 

원칙전자기 베어링자기부상열차와 유사합니다. 자기부상열차는 현대의 첨단 철도 교통수단으로, 전자기력을 통해 열차와 선로 사이에 비접촉식 부양 및 안내를 구현하고, 선형 모터에서 발생하는 전자기력을 이용하여 열차를 구동함으로써 마찰을 줄입니다.

 

그만큼전자기 베어링위치 센서를 통해 축의 위치 편차 신호를 감지하고, 해당 신호를 컨트롤러로 전송하며, 전력 증폭기를 통해 전자석의 전류를 제어하여 전자기력의 변화를 발생시켜 스핀들을 지정된 위치에 고정시킵니다.

 

2. 전자기 베어링의 장점과 단점

 

장점전자기 베어링:

 

1) 고속

 

전자기 베어링은 로터가 고속으로 회전할 수 있도록 하며, 회전 속도는 주로 재료의 강도에 의해 제한되지만, 초임계 상태에서도 수십만 회전/분의 속도로 작동할 수 있고, 로터의 회전 정밀도는 마이크론 수준 또는 그 이상에 도달할 수 있습니다. 이는 일반 기계식 베어링으로는 결코 도달할 수 없는 속도와 정밀도입니다.

 

2) 낮은 전력 소비

 

전자기 베어링은 기계적 접촉이 없기 때문에 마찰이 거의 없고, 마찰을 극복하는 데 필요한 전력 소모도 매우 낮습니다. 10,000rpm의 회전 속도에서 전력 소모는 기계식 베어링의 약 15%에 불과합니다.

 

3) 낮은 유지보수 비용과 긴 수명

 

전자기 베어링은 접촉이 없고 마모가 없으며, 움직이는 표면 사이에 접촉이 없어 기계적 마찰과 접촉 피로가 발생하지 않으므로 기계 부품의 손실 및 수명 문제를 해결하고 전자 부품의 신뢰성을 기존 기계 부품보다 훨씬 높입니다.

 

4) 윤활유가 필요 없음

 

전자기 베어링은 윤활이 필요 없으므로 윤활 시스템 및 기타 장치가 필요 없어 공간을 절약하고 윤활 시스템으로 인한 환경 오염을 방지할 수 있습니다.

 

5) 진공 상태 및 넓은 온도 범위에서 작동할 수 있으며, 구조를 다양화할 수 있습니다.

 

전자기 베어링의 단점 및 어려움:

 

1) 정전기 베어링은 높은 전기장 강도를 필요로 하므로 적용 범위가 제한적입니다.

 

2) 컨트롤러가 핵심인데, 구조가 단순하고 성능이 우수하며 디버깅이 쉬운 컨트롤러를 설계하는 것이 기술적인 난제입니다.

 

3) 가공 및 제조 오류가 전자기 제어에 미치는 영향을 평가하는 방법 또한 어려운 문제입니다.

 

4) 회전자의 불안정성을 제어하는 ​​방법에 대해서는 추가적인 연구와 응용 경험이 필요합니다.

 

3. 전자기 베어링의 응용

 

현재 전자기 베어링은 초고속 열차, 초고속 원심분리기, 수력 터빈 발전기, 우주선의 각운동량 플라이휠, 유량계, 밀도계, 전력계, 진공 펌프, 정밀 조절기 및 자이로스코프와 같은 많은 분야에서 널리 사용되고 있습니다.