高速モーターローター （ 10,000 rpmから100,000以上rpmで動作する）には、摩擦、振動、摩耗を最小限に抑えるために、高度なベアリング技術が必要です。従来の機械的ベアリング（例、ボールまたはローラーベアリング）による極端な速度での制限に直面します は、熱の生成、潤滑需要、および機械的疲労。 2つの主要な代替品 -磁気ベアリング（MBS） と エアベアリング（ABS） - は、超高速操作を可能にします。この記事ではを比較することにより、どのテクノロジーが高速ローターに適しているかを評価します。 、作業原則、パフォーマンスの利点、制限、およびアプリケーションの適合性.
● アクティブ磁気ベアリング（AMB）： 電磁コイルとリアルタイムフィードバックコントロール（センサーとコントローラー）を使用して、接触せずにローターを浮揚させます。
● 受動的磁気ベアリング（PMB）： パッシブ浮揚のために永久磁石または超伝導材料に依存しています（電力または制御は必要ありません）。
● 空力ベアリング： 高速回転からの自己生成エアフィルムを使用します（外部圧力は不要）。
● エアロスタティックベアリング： ローターとステーターの間に潤滑ギャップを作成するために、外部の加圧空気が必要です。
| 因子 | 磁気ベアリング（MBS） | エアベアリング（ABS） |
| 最大速度は | 非常に高く （100,000以上rpm可能）| 高 （50,000〜150,000 rpm、設計に依存します）|
| 高速での安定性 |優れた（アクティブコントロールは振動を補償します）|良い（ただし、負荷の変更と空気供給に敏感）|
| 起動/シャットダウン |バックアップベアリングが必要です（ゼロ速度では浮上しません）|外部空気供給（空力）または初期運動（空力）が必要です|
結論： MBSは、 より良い積極的な安定化を提供しますが、ABSは空気膜の安定性に依存します。 超高速で
● MBS： ゼロ摩擦（接触なし）、エネルギー損失の減少。
● ABS： 非常に低い摩擦（エアフィルム）ですが、空気圧縮にエネルギーが必要です（空気造りタイプ）。
勝者： MBS（継続的な空気供給は必要ありません）。
● MBS： 中程度の負荷容量。剛性は制御システムに依存します。
● ABS： 負荷容量が低いですが、空力型は空力よりも 高い剛性を提供します 。
重い負荷に最適： どちらも理想的ではありません。ハイブリッドシステム（MB +バックアップベアリング）が必要になる場合があります。
● MBS： 摩耗なし、長寿命（〜20歳以上）ですが、電子機器はメンテナンスが必要になる場合があります。
● ABS： 機械的な摩耗はありませんが、エアフィルターとコンプレッサーは維持する必要があります。
勝者： MBS（よりシンプルな長期信頼性）。
● MBS： コイルで熱を生成します。冷却が必要になる場合があります。
● ABS： エアフローは自然冷却を提供します。
冷却に最適： ABS（特に高温環境で）。
✔ 超高速ローター （例、ターボチャイナ、フライホイールエネルギー貯蔵）
✔ 精密制御システム （例、半導体製造、医療機器）
✔ 環境 （例えば、真空、極低温、または高位のアプリケーション）
✔ 高速、低荷重ローター （例えば、歯科用ドリル、小さな紡錘体）
✔ クリーンルームと低汚染アプリケーション （潤滑剤は不要）
cost コストに敏感な高速システム （アクティブMBよりも単純）
| テクノロジー | の主な課題 |
| 磁気ベアリング |高コスト、複雑な制御システムには、電源バックアップが必要です|
| エアベアリング |ほこりに敏感で、きれいな空気供給が必要で、負荷容量が低下します|
● ハイブリッドベアリング： MBS（浮揚用）とABS（安定化用）を組み合わせて、パフォーマンスを最適化する場合があります。
● 高度な材料： 高温超伝導体（HTS）は、パッシブMBSをより実行可能にする可能性があります。
● スマートベアリング： AIベースの予測制御により、MBの安定性とAB効率が向上する可能性があります。
● 極端な速度（> 100,000 rpm）およびアクティブコントロール→磁気ベアリング （優れた安定性、摩擦なし）の場合。
● 中程度の速度（<150,000 rpm）および低コストソリューション→エアベアリング （よりシンプル、自己冷却）。
選択は 、速度要件、負荷条件、環境要因、および予算に依存します。 MBはで支配的ですが 高性能産業および航空宇宙用途、ABSは 医療機器と精密機器で人気があります。将来の進歩は、これらのテクノロジー間のラインをさらに曖昧にする可能性があります。
