고속 모터 로터 ( 에서 작동 10,000 rpm ~ 100,000 rpm )는 마찰, 진동 및 마모를 최소화하기 위해 고급 베어링 기술이 필요합니다. 전통적인 기계 베어링 (예 : 볼 또는 롤러 베어링)은 로 인해 극한 속도로 한계에 직면합니다 열 생성, 윤활 요구 및 기계적 피로 . 의 두 가지 주요 대안은 마그네틱 베어링 (MBS) 및 에어 베어링 (ABS) 비접촉식 지원을 제공하여 초고속 작동을 가능하게합니다. 이 기사는 비교하여 고속 로터에 더 적합한 기술을 평가합니다. 작업 원칙, 성능 장점, 제한 및 응용 프로그램 적합성을 .
● 활성 자기 베어링 (AMBS) : 전자기 코일과 실시간 피드백 제어 (센서 및 컨트롤러)를 사용하여 접촉없이 로터를 부양합니다.
● 패시브 자기 베어링 (PMBS) : 수동 침해를 위해 영구 자석 또는 초전도 재료에 의존합니다 (전력 또는 제어가 필요하지 않음).
● 공기 역학적 베어링 : 고속 회전에서 자체 생성 된 공기 필름을 사용하십시오 (외부 압력 필요 없음).
● 항공 베어링 : 로터와 고정자 사이에 윤활 간격을 생성하기 위해 외부로 가압 된 공기가 필요합니다.
| 요인 | 자기 베어링 (MBS) | 공기 베어링 (ABS) |
| 최대 속도 | 매우 높습니다 (100,000+ rpm 가능) | 높음 (50,000–150,000 rpm, 디자인에 따라 다름) |
| 고속에서 안정성 | 우수한 (활성 제어는 진동에 대한 보상) | 양호 (그러나 부하 변화 및 공기 공급에 민감합니다) |
| 시작/종료 | 백업 베어링이 필요합니다 (제로 속도로 부상 없음) | 외부 공기 공급 (Aerostatic) 또는 초기 운동 (공기 역학) |
결론 : MBS는 더 나은 활성 안정화를 제공하는 반면 AB는 에어 필름 안정성에 의존합니다. 초고속 속도에서
● MBS : 거의 0 마찰 (접촉 없음), 에너지 손실 감소.
● ABS : 마찰이 매우 낮지 만 (공기 필름), 공기 압축 에너지가 필요합니다 (Aerostatic 유형).
우승자 : MBS (지속적인 공기 공급 필요 없음).
● MBS : 중간 부하 용량; 강성은 제어 시스템에 따라 다릅니다.
● ABS : 하중 용량이 낮지 만 Aerostatic 유형은 공기 역학보다 강성이 더 높습니다 .
무거운 하중에 가장 적합 : 이상적이지 않습니다. 하이브리드 시스템 (MB + 백업 베어링)이 필요할 수 있습니다.
● MBS : 마모가없고, 수명이 길지만 (~ 20+ 년) 전자 장치에는 유지 보수가 필요할 수 있습니다.
● ABS : 기계식 마모는 없지만 에어 필터와 압축기는 유지해야합니다.
수상자 : MBS (간단한 장기 신뢰성).
● MBS : 코일에서 열 생성; 냉각이 필요할 수 있습니다.
● ABS : 공기 흐름은 자연 냉각을 제공합니다.
냉각에 가장 적합 : ABS (특히 고온 환경에서).
✔ 초고속 로터 (예 : 터보 기계, 플라이휠 에너지 저장)
✔ 정밀 제어 시스템 (예 : 반도체 제조, 의료 기기)
harsh 거친 환경 (예 : 진공, 극저온 또는 고해상도 응용)
✔ 고속, 저 부하 로터 (예 : 치과 용 드릴, 작은 스핀들)
clean 클린 룸 및 저 오염 응용 프로그램 (윤활유가 필요 없음)
✔ 비용에 민감한 고속 시스템 (활성 MBS보다 단순)
| 기술 | 의 주요 과제 |
| 자기 베어링 | 높은 비용, 복잡한 제어 시스템에는 전원 백업이 필요합니다 |
| 에어 베어링 | 먼지에 민감하고 깨끗한 공기 공급이 필요하며 하중 용량이 낮아 |
● 하이브리드 베어링 : MBS (부상 용)와 ABS (안정화 용)를 결합하면 성능을 최적화 할 수 있습니다.
● 고급 재료 : 고온 초전도체 (HTS)는 수동 MBS를보다 생존 할 수 있습니다.
● 스마트 베어링 : AI 기반 예측 제어는 MB 안정성 및 AB 효율을 향상시킬 수 있습니다.
● 극한 속도 (> 100,000 rpm) 및 활성 제어 → 자기 베어링 (우수한 안정성, 마찰 없음).
● 적당한 속도 (<150,000 rpm) 및 저가 솔루션 → 에어 베어링 (간단한 자체 냉각).
선택은 속도 요구 사항, 하중 조건, 환경 요인 및 예산 에 따라 다릅니다 . MBS는 에서 지배적이지만 ABS는 고성능 산업 및 항공 우주 응용 분야 에서 인기를 유지합니다 의료 기기 및 정밀 도구 . 미래의 발전은 이러한 기술 사이의 경계를 더욱 흐리게 할 수 있습니다.
