കാന്തിക ബെയറിംഗുകളുടെ പ്രവർത്തന തത്വവും വർഗ്ഗീകരണവും

 

മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗ്പ്രവർത്തന തത്വങ്ങൾ അനുസരിച്ച് സിസ്റ്റങ്ങളെ മൂന്ന് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: ആക്ടീവ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗ്, പാസീവ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗ്, ഹൈബ്രിഡ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗ്.

 

സജീവ മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗ്

 

നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക ബലം ഉപയോഗിച്ച് സജീവ കാന്തിക ബെയറിംഗുകൾ കറങ്ങുന്ന ഷാഫ്റ്റിനെ ഉയർത്തുന്നു, പ്രധാനമായും റോട്ടറുകൾ, സോളിനോയിഡുകൾ, സെൻസറുകൾ, കൺട്രോളറുകൾ, പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ എന്നിവ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. റേഡിയൽ സമമിതിയിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തികങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രത്തിൽ സസ്പെൻഡ് ചെയ്തിരിക്കുന്ന ഒരു സ്റ്റേറ്ററിലാണ് സോളിനോയിഡുകൾ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്, അവയിൽ ഓരോന്നിനും ഷാഫ്റ്റിന്റെ സ്ഥാനത്തെ മാറ്റങ്ങൾ തുടർച്ചയായി നിരീക്ഷിക്കുന്നതിന് ഒന്നോ അതിലധികമോ സെൻസറുകൾ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണ സംവിധാനത്തിന്റെ സഹായത്തോടെ സെൻസറിൽ നിന്നുള്ള സിഗ്നൽ ഔട്ട്പുട്ട്, വൈദ്യുതകാന്തികത്തിലൂടെയുള്ള വൈദ്യുതധാര ശരിയാക്കുന്നു, അങ്ങനെ വൈദ്യുതകാന്തികത്തിന്റെ ആകർഷണം നിയന്ത്രിക്കുന്നു, അങ്ങനെ കറങ്ങുന്ന ഷാഫ്റ്റ് സ്ഥിരവും സന്തുലിതവുമായ അവസ്ഥയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ ചില കൃത്യത ആവശ്യകതകൾ കൈവരിക്കുന്നു.

 

വ്യത്യസ്ത നിയന്ത്രണ രീതികൾ അനുസരിച്ച് സജീവ കാന്തിക ബെയറിംഗുകളെ കറന്റ് കൺട്രോൾ, വോൾട്ടേജ് കൺട്രോൾ എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം, കൂടാതെ വ്യത്യസ്ത പിന്തുണ രീതികൾ അനുസരിച്ച് റേഡിയൽ മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗുകൾ, ആക്സിയൽ മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗുകൾ എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം.നിലവിൽ, സജീവ കാന്തിക ബെയറിംഗുകളിൽ, ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഡിസി നിയന്ത്രിത കാന്തിക ബെയറിംഗാണ്.

 

സജീവ കാന്തിക ബെയറിംഗിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഭാഗം സാധാരണയായി ഒരു റേഡിയൽ ബെയറിംഗും ഒരു അച്ചുതണ്ട് ബെയറിംഗും ചേർന്നതാണ്, കൂടാതെ റേഡിയൽ ബെയറിംഗിൽ ഒരു സ്റ്റേറ്ററും (ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റ്) ഒരു റോട്ടറും ചേർന്നതാണ്; ആക്സിയൽ ബെയറിംഗുകളിൽ ഒരു സ്റ്റേറ്ററും (ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റ്) ഒരു ത്രസ്റ്റ് പ്ലേറ്റും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

 

ആക്റ്റീവ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗിന് റോട്ടർ പൊസിഷന്റെ ഗുണങ്ങൾ ഉള്ളതിനാൽ, ബെയറിംഗിന്റെ കാഠിന്യവും ഡാംപിംഗും നിയന്ത്രണ സംവിധാനത്തിലൂടെ നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് മാഗ്നറ്റിക് ലെവിറ്റേഷൻ മേഖലയിൽ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ആക്റ്റീവ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം എല്ലായ്പ്പോഴും മാഗ്നറ്റിക് ലെവിറ്റേഷൻ ടെക്നോളജി ഗവേഷണത്തിന്റെ കേന്ദ്രബിന്ദുവാണ്. വർഷങ്ങളുടെ കഠിനാധ്വാനത്തിന് ശേഷം, അതിന്റെ ഡിസൈൻ സിദ്ധാന്തവും രീതികളും കൂടുതൽ കൂടുതൽ പക്വത പ്രാപിച്ചിരിക്കുന്നു.

 

നിഷ്ക്രിയ കാന്തിക ബെയറിംഗ്

 

ഒരു തരം മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിങ് എന്ന നിലയിൽ, പാസീവ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിങ്ങിന് അതിന്റേതായ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, വലിപ്പത്തിൽ ചെറുതും, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗമില്ലാത്തതും, ഘടനയിൽ ലളിതവുമാണ്. പാസീവ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിങ്ങുകളും ആക്റ്റീവ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിങ്ങുകളും തമ്മിലുള്ള ഏറ്റവും വലിയ വ്യത്യാസം, ആദ്യത്തേതിൽ സജീവമായ ഒരു ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണ സംവിധാനമില്ല, പക്ഷേ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സവിശേഷതകൾ തന്നെ ഉപയോഗിച്ച് കറങ്ങുന്ന ഷാഫ്റ്റിനെ ഉയർത്തുന്നു എന്നതാണ്. നിലവിൽ, ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പാസീവ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിങ്ങുകൾ സ്ഥിരമായ കാന്തങ്ങൾ അടങ്ങിയ പെർമനന്റ് മാഗ്നറ്റ് ബെയറിങ്ങുകളാണ്. പെർമനന്റ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിങ്ങുകളെ രണ്ട് തരങ്ങളായി തിരിക്കാം: വികർഷണ തരം, സക്ഷൻ തരം.

 

നിഷ്ക്രിയ സ്ഥിരകാന്ത ബെയറിംഗുകൾ റേഡിയൽ ബെയറിംഗുകളായും ത്രസ്റ്റ് ബെയറിംഗുകളായും (ആക്സിയൽ ബെയറിംഗുകൾ) ഉപയോഗിക്കാം, ഇവ രണ്ടും സക്ഷൻ അല്ലെങ്കിൽ റിപ്പൽഷൻ ആകാം. കാന്തിക വലയത്തിന്റെ കാന്തികവൽക്കരണ ദിശയെയും ആപേക്ഷിക സ്ഥാനത്തെയും ആശ്രയിച്ച്, സ്ഥിരകാന്തകാന്തിക ബെയറിംഗുകൾക്ക് വ്യത്യസ്ത കാന്തിക സർക്യൂട്ട് ഘടനകളുണ്ട്. എന്നാൽ രണ്ട് അടിസ്ഥാന ഘടനകളുണ്ട്.

 

മറ്റൊരു തരം നിഷ്ക്രിയ കാന്തിക ബെയറിംഗ്, കാന്തികവൽക്കരിക്കപ്പെട്ട മൃദുവായ കാന്തിക ഘടകങ്ങൾക്കിടയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സക്ഷൻ ഫോഴ്‌സിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. റോട്ടർ ഘടകം റേഡിയലായി നീങ്ങുമ്പോൾ, കാന്തിക പ്രതിരോധത്തിലെ മാറ്റത്തിൽ നിന്നാണ് സക്ഷൻ പ്രഭാവം ഉണ്ടാകുന്നത്, അതിനാൽ ഇതിനെ "കാന്തിക പ്രതിരോധശേഷി" എന്നും വിളിക്കുന്നു. സ്ഥിരമായ കാന്ത ഭാഗം കറങ്ങാതിരിക്കാനും മൃദുവായ ഇരുമ്പ് ഭാഗം മാത്രം കറങ്ങാനും കഴിയുന്ന തരത്തിൽ ഇത്തരത്തിലുള്ള ബെയറിംഗ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ കഴിയും, അങ്ങനെ സിസ്റ്റത്തിന് മികച്ച സ്ഥിരത ലഭിക്കും.

 

റിലക്റ്റൻസ് ബെയറിംഗുകളുടെയും സജീവ സോളിനോയിഡുകളുടെയും സ്ഥിരത പ്രഭാവങ്ങളുടെ സംയോജനം കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗത്തോടെ ഒരു കാന്തിക ബെയറിംഗ് സിസ്റ്റത്തിന് കാരണമാകുന്നു.

 

ഹൈബ്രിഡ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗുകൾ

 

സജീവ കാന്തിക ബെയറിംഗുകൾ, നിഷ്ക്രിയ കാന്തിക ബെയറിംഗുകൾ, മറ്റ് ചില സഹായ പിന്തുണ, സ്ഥിരത ഘടനകൾ എന്നിവയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് ഹൈബ്രിഡ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗുകൾ രൂപപ്പെടുന്നത് - ഒരുതരം സംയോജിത കാന്തിക ബെയറിംഗ് സിസ്റ്റം. സജീവ കാന്തിക ബെയറിംഗുകളുടെയും നിഷ്ക്രിയ കാന്തിക ബെയറിംഗുകളുടെയും സമഗ്രമായ സവിശേഷതകൾ ഇത് കണക്കിലെടുക്കുന്നു.

 

ഹൈബ്രിഡ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗ് എന്നത് വൈദ്യുതകാന്തികത്തിന്റെ സ്റ്റാറ്റിക് ബയസ് കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് പകരമായി സ്ഥിരമായ കാന്തം സൃഷ്ടിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രം ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ്, ഇത് പവർ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുക മാത്രമല്ല, വൈദ്യുതകാന്തികത്തിന്റെ ആമ്പിയർ ടേണുകളുടെ എണ്ണം പകുതിയായി കുറയ്ക്കുകയും കാന്തിക ബെയറിംഗിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുകയും ലോഡ്-ചുമക്കുന്ന ശേഷി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.

 

ഒരു സ്ഥിരകാന്തം ഒരു ബയസ് കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനാലും, വൈദ്യുതകാന്തികം ഒരു നിയന്ത്രിത കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനാലും, സ്ഥിരകാന്തം ഓഫ്‌സെറ്റ് ഹൈബ്രിഡ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗുകൾക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന ഗുണങ്ങളുണ്ട്:

 

1) ബയസ് സ്റ്റാറ്റിക് കാന്തികക്ഷേത്രം നൽകാൻ സ്ഥിരമായ കാന്തം ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റ് ലോഡ് അല്ലെങ്കിൽ ബാഹ്യ ഇടപെടൽ സന്തുലിതമാക്കുന്നതിനുള്ള നിയന്ത്രണ കാന്തികക്ഷേത്രം മാത്രമേ നൽകുന്നുള്ളൂ, ഇത് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ബയസ് കറന്റ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന വൈദ്യുതി നഷ്ടം ഒഴിവാക്കാനും കോയിലിന്റെ ചൂടാക്കൽ കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.

 

2) ഹൈബ്രിഡ് മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗിന്റെ വൈദ്യുതകാന്തികത്തിന് ആവശ്യമായ തിരിവുകളുടെ എണ്ണം സജീവ മാഗ്നറ്റിക് ബെയറിംഗിനേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്, ഇത് കാന്തിക ബെയറിംഗിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും വസ്തുക്കൾ ലാഭിക്കുന്നതിനും സഹായകമാണ്. ഇത്തരത്തിലുള്ള ബെയറിംഗിന് ചെറിയ വലിപ്പം, ഭാരം കുറഞ്ഞതും ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുമുള്ള ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ മിനിയേച്ചറൈസേഷനും ചെറിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും അനുയോജ്യമാണ്.