Rotor motor berkelajuan tinggi (beroperasi pada 10,000 rpm hingga 100,000+ rpm ) memerlukan teknologi galas lanjutan untuk meminimumkan geseran, getaran, dan memakai. Galas mekanikal tradisional (contohnya, bola atau galas roller) menghadap batasan pada kelajuan yang melampau akibat penjanaan haba, tuntutan pelinciran, dan keletihan mekanikal . Dua alternatif terkemuka- galas magnet (MBS) dan galas udara (ABS) -membuat sokongan tanpa sentuh, membolehkan operasi ultra-kelajuan tinggi. Artikel ini menilai teknologi mana yang lebih sesuai untuk rotor berkelajuan tinggi dengan membandingkan prinsip kerja mereka, kelebihan prestasi, batasan, dan kesesuaian aplikasi.
1. Prinsip Kerja
(1) galas magnet (aktif & pasif)
● Galas magnet aktif (AMBs): Gunakan gegelung elektromagnet dan kawalan maklum balas masa nyata (Sensor & Pengawal) untuk melepaskan pemutar tanpa sentuhan.
● Galas magnet pasif (PMB): bergantung pada magnet kekal atau bahan superconducting untuk levitation pasif (tiada kuasa atau kawalan diperlukan).
(2) galas udara (aerodinamik & aerostatik)
● Galas aerodinamik: Gunakan filem udara yang dihasilkan sendiri dari putaran berkelajuan tinggi (tiada tekanan luaran diperlukan).
● Galas aerostatik: Memerlukan udara bertekanan luaran untuk membuat jurang pelincir antara pemutar dan stator.
2. Perbandingan Prestasi
(1) kelajuan & kestabilan
| Faktor | Galas Magnet (MBS) | Galas Udara (ABS) |
| Kelajuan maksimum | sangat tinggi (100,000+ rpm mungkin) | Tinggi (50,000-150,000 rpm, bergantung kepada reka bentuk) |
| Kestabilan pada kelajuan tinggi | Cemerlang (kawalan aktif mengimbangi getaran) | Baik (tetapi sensitif terhadap perubahan perubahan & bekalan udara) |
| Startup/Shutdown | Memerlukan galas sandaran (tiada levitation pada kelajuan sifar) | Memerlukan bekalan udara luaran (aerostatik) atau gerakan awal (aerodinamik) |
Kesimpulan: MBS menawarkan penstabilan aktif yang lebih baik pada kelajuan ultra tinggi, sementara ABS bergantung kepada kestabilan filem udara.
(2) Geseran & Kecekapan
● MBS: Geseran hampir sifar (tiada sentuhan), mengurangkan kehilangan tenaga.
● ABS: Geseran yang sangat rendah (filem udara), tetapi memerlukan tenaga untuk pemampatan udara (jenis aerostatik).
Pemenang: MBS (tidak diperlukan bekalan udara berterusan).
(3) Kapasiti & kekakuan beban
● MBS: Kapasiti beban sederhana; Kekakuan bergantung kepada sistem kawalan.
● ABS: Kapasiti beban yang lebih rendah, tetapi jenis aerostatik menawarkan kekakuan yang lebih tinggi daripada aerodinamik.
Terbaik untuk beban berat: tidak ideal; Sistem hibrid (galas sandaran MB +) mungkin diperlukan.
(4) penyelenggaraan & jangka hayat
● MBS: Tiada haus, jangka hayat panjang (~ 20+ tahun), tetapi elektronik mungkin memerlukan penyelenggaraan.
● ABS: Tiada memakai mekanikal, tetapi penapis udara dan pemampat memerlukan pemeliharaan.
Pemenang: MBS (kebolehpercayaan jangka panjang yang lebih mudah).
(5) Pengurusan Thermal
● MBS: Menjana haba dalam gegelung; mungkin memerlukan penyejukan.
● ABS: Aliran udara menyediakan penyejukan semula jadi.
Terbaik untuk penyejukan: ABS (terutamanya dalam persekitaran suhu tinggi).
3. Kesesuaian permohonan
(1) galas magnet lebih baik untuk:
✔ Rotor kelajuan tinggi (misalnya, turbomachinery, penyimpanan tenaga roda tenaga)
✔ Sistem Kawalan Ketepatan (misalnya, pembuatan semikonduktor, peranti perubatan)
✔ persekitaran yang keras (misalnya, aplikasi vakum, kriogenik, atau radiasi tinggi)
(2) galas udara lebih baik untuk:
✔ Rotor kelajuan tinggi, beban rendah (contohnya, latihan pergigian, gelendong kecil)
✔ Aplikasi Cleanroom & Rendah Pencemaran (tiada pelincir diperlukan)
✔ Sistem kelajuan tinggi sensitif kos (lebih mudah daripada MBS aktif)
4. Cabaran utama
| teknologi | Cabaran utama |
| Galas magnet | Kos tinggi, sistem kawalan kompleks, memerlukan sandaran kuasa |
| Galas udara | Sensitif terhadap habuk, memerlukan bekalan udara bersih, kapasiti beban yang lebih rendah |
5. Trend masa depan
● Galas hibrid: Menggabungkan MBS (untuk levitation) dan ABS (untuk penstabilan) boleh mengoptimumkan prestasi.
● Bahan Lanjutan: Superconductors suhu tinggi (HTS) boleh menjadikan MBS pasif lebih berdaya maju.
● Galas pintar: Kawalan ramalan berasaskan AI dapat meningkatkan kestabilan MB dan kecekapan AB.
Kesimpulan: Mana yang lebih baik untuk rotor berkelajuan tinggi?
● Untuk kelajuan yang melampau (> 100,000 rpm) & kawalan aktif → galas magnet (kestabilan unggul, tiada geseran).
● Untuk kelajuan sederhana (<150,000 rpm) & penyelesaian kos rendah → galas udara (lebih mudah, penyejukan diri).
Pilihan bergantung kepada keperluan kelajuan, keadaan beban, faktor persekitaran, dan anggaran . Walaupun MBS menguasai aplikasi perindustrian dan aeroangkasa berprestasi tinggi , ABS tetap popular dalam peranti perubatan dan instrumen ketepatan . Kemajuan masa depan dapat mengaburkan garis antara teknologi ini.
