চৌম্বকীয় বিয়ারিংয়ের কার্যপ্রণালী এবং শ্রেণীবিভাগ

 

চৌম্বকীয় বিয়ারিংকার্যপ্রণালী অনুসারে সিস্টেমগুলোকে তিনটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়: সক্রিয় ম্যাগনেটিক বেয়ারিং, নিষ্ক্রিয় ম্যাগনেটিক বেয়ারিং এবং হাইব্রিড ম্যাগনেটিক বেয়ারিং।

 

সক্রিয় চৌম্বকীয় বিয়ারিং

 

অ্যাক্টিভ ম্যাগনেটিক বেয়ারিং নিয়ন্ত্রণযোগ্য তড়িৎচুম্বকীয় বল ব্যবহার করে ঘূর্ণায়মান শ্যাফটকে ভাসিয়ে রাখে, যা প্রধানত রোটর, সোলেনয়েড, সেন্সর, কন্ট্রোলার এবং পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ার দ্বারা গঠিত। সোলেনয়েডগুলো একটি স্টেটরের উপর বসানো থাকে, যা রেডিয়াল প্রতিসাম্যে স্থাপিত তড়িৎচুম্বক দ্বারা উৎপন্ন চৌম্বক ক্ষেত্রে ভাসমান থাকে। এই তড়িৎচুম্বকগুলোর প্রতিটিতে এক বা একাধিক সেন্সর থাকে, যা শ্যাফটের অবস্থানের পরিবর্তন ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ করে। সেন্সর থেকে প্রাপ্ত সংকেত, ইলেকট্রনিক কন্ট্রোল সিস্টেমের সাহায্যে, তড়িৎচুম্বকের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত তড়িৎপ্রবাহকে সংশোধন করে, যার ফলে তড়িৎচুম্বকের আকর্ষণ নিয়ন্ত্রিত হয়। এর ফলে ঘূর্ণায়মান শ্যাফট একটি স্থিতিশীল ও ভারসাম্যপূর্ণ অবস্থায় চলে এবং নির্দিষ্ট নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।

 

সক্রিয় চৌম্বকীয় বিয়ারিংগুলিকে বিভিন্ন নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি অনুসারে কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ এবং ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণে ভাগ করা যায়, এবং বিভিন্ন সাপোর্ট পদ্ধতি অনুসারে রেডিয়াল চৌম্বকীয় বিয়ারিং এবং অ্যাক্সিয়াল চৌম্বকীয় বিয়ারিংয়ে ভাগ করা যায়। বর্তমানে, সক্রিয় চৌম্বকীয় বিয়ারিংগুলির মধ্যে, ডিসি নিয়ন্ত্রিত চৌম্বকীয় বিয়ারিং সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়।

 

অ্যাক্টিভ ম্যাগনেটিক বেয়ারিং-এর যান্ত্রিক অংশ সাধারণত একটি রেডিয়াল বেয়ারিং এবং একটি অ্যাক্সিয়াল বেয়ারিং নিয়ে গঠিত। রেডিয়াল বেয়ারিং-টি একটি স্টেটর (তড়িৎচুম্বক) এবং একটি রোটর দ্বারা গঠিত; অ্যাক্সিয়াল বেয়ারিং-টি একটি স্টেটর (তড়িৎচুম্বক) এবং একটি থ্রাস্ট প্লেট দ্বারা গঠিত।

 

যেহেতু কন্ট্রোল সিস্টেমের মাধ্যমে রোটরের অবস্থান, বিয়ারিংয়ের দৃঢ়তা এবং ড্যাম্পিং নির্ধারণ করা যায়, তাই অ্যাক্টিভ ম্যাগনেটিক বিয়ারিংয়ের এই সুবিধার কারণে এটি ম্যাগনেটিক লেভিটেশন ক্ষেত্রে সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়ে আসছে এবং অ্যাক্টিভ ম্যাগনেটিক বিয়ারিংয়ের গবেষণা সর্বদাই ম্যাগনেটিক লেভিটেশন প্রযুক্তি গবেষণার কেন্দ্রবিন্দুতে রয়েছে। বছরের পর বছর কঠোর পরিশ্রমের পর এর নকশার তত্ত্ব এবং পদ্ধতি ক্রমশ আরও পরিপক্ক হয়ে উঠেছে।

 

নিষ্ক্রিয় চৌম্বকীয় বিয়ারিং

 

এক প্রকার ম্যাগনেটিক বেয়ারিং হিসেবে, প্যাসিভ ম্যাগনেটিক বেয়ারিং-এর নিজস্ব কিছু অনন্য সুবিধা রয়েছে; এটি আকারে ছোট, বিদ্যুৎ খরচ হয় না এবং এর গঠন সরল। প্যাসিভ ম্যাগনেটিক বেয়ারিং এবং অ্যাক্টিভ ম্যাগনেটিক বেয়ারিং-এর মধ্যে সবচেয়ে বড় পার্থক্য হলো, প্রথমটিতে কোনো সক্রিয় ইলেকট্রনিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা থাকে না, বরং এটি ঘূর্ণায়মান শ্যাফটকে ভাসিয়ে রাখার জন্য চৌম্বক ক্ষেত্রের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে। বর্তমানে, সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত প্যাসিভ ম্যাগনেটিক বেয়ারিং হলো স্থায়ী চুম্বক দ্বারা গঠিত পার্মানেন্ট ম্যাগনেট বেয়ারিং। পার্মানেন্ট ম্যাগনেট বেয়ারিং-কে দুই প্রকারে ভাগ করা যায়: বিকর্ষণকারী প্রকার এবং আকর্ষণকারী প্রকার।

 

প্যাসিভ পার্মানেন্ট ম্যাগনেট বিয়ারিং রেডিয়াল বিয়ারিং এবং থ্রাস্ট বিয়ারিং (অ্যাক্সিয়াল বিয়ারিং) উভয় হিসাবেই ব্যবহার করা যেতে পারে, যেগুলোর উভয়ই আকর্ষণ বা বিকর্ষণমূলক হতে পারে। চৌম্বকীয়করণের দিক এবং ম্যাগনেটিক রিং-এর আপেক্ষিক অবস্থানের উপর নির্ভর করে, পার্মানেন্ট ম্যাগনেট বিয়ারিং-এর বিভিন্ন ধরণের ম্যাগনেটিক সার্কিট কাঠামো রয়েছে। কিন্তু দুটি মৌলিক কাঠামো রয়েছে।

 

অন্য এক ধরনের প্যাসিভ ম্যাগনেটিক বিয়ারিং আকর্ষণ বলের উপর ভিত্তি করে তৈরি, যা চুম্বকায়িত নরম চৌম্বকীয় উপাদানগুলোর মধ্যে কাজ করে। যখন রোটর উপাদানটি ব্যাসার্ধ বরাবর ঘোরে, তখন ম্যাগনেটোরেজিস্ট্যান্সের পরিবর্তনের ফলে আকর্ষণ প্রভাব তৈরি হয়, তাই একে "ম্যাগনেটোরেজিস্ট্যান্স বিয়ারিং"ও বলা হয়। এই ধরনের বিয়ারিং এমনভাবে ডিজাইন করা যেতে পারে যাতে স্থায়ী চুম্বকের অংশটি না ঘোরে এবং শুধুমাত্র নরম লোহার অংশটি ঘোরে, ফলে সিস্টেমটির স্থিতিশীলতা আরও ভালো হয়।

 

রিলাক্টেন্স বেয়ারিং এবং অ্যাক্টিভ সোলেনয়েডের স্থিতিশীলকারী প্রভাবের সমন্বয়ের ফলে ন্যূনতম শক্তি খরচ সহ একটি ম্যাগনেটিক বেয়ারিং সিস্টেম তৈরি হয়।

 

হাইব্রিড চৌম্বকীয় বিয়ারিং

 

হাইব্রিড ম্যাগনেটিক বিয়ারিং হলো এক ধরনের সমন্বিত ম্যাগনেটিক বিয়ারিং সিস্টেম, যা অ্যাক্টিভ ম্যাগনেটিক বিয়ারিং, প্যাসিভ ম্যাগনেটিক বিয়ারিং এবং অন্যান্য কিছু সহায়ক সাপোর্ট ও স্থিতিশীলকারী কাঠামোর সমন্বয়ে গঠিত। এটি অ্যাক্টিভ ম্যাগনেটিক বিয়ারিং এবং প্যাসিভ ম্যাগনেটিক বিয়ারিং-এর সামগ্রিক বৈশিষ্ট্যগুলোকে বিবেচনায় রাখে।

 

হাইব্রিড ম্যাগনেটিক বেয়ারিং-এ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটের স্ট্যাটিক বায়াস ম্যাগনেটিক ফিল্ডকে প্রতিস্থাপন করার জন্য পার্মানেন্ট ম্যাগনেট দ্বারা উৎপন্ন ম্যাগনেটিক ফিল্ড ব্যবহার করা হয়। এর ফলে শুধু পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারের বিদ্যুৎ খরচই উল্লেখযোগ্যভাবে কমে না, বরং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটের অ্যাম্পিয়ার টার্ন সংখ্যাও অর্ধেক হয়ে যায়, ম্যাগনেটিক বেয়ারিং-এর আয়তন কমে এবং এর ভারবহন ক্ষমতাও বৃদ্ধি পায়।

 

যেহেতু একটি স্থায়ী চুম্বক দ্বারা বায়াস চৌম্বক ক্ষেত্র এবং তড়িৎচুম্বক দ্বারা নিয়ন্ত্রিত চৌম্বক ক্ষেত্র উৎপন্ন হয়, তাই স্থায়ী চুম্বক অফসেট হাইব্রিড ম্যাগনেটিক বেয়ারিংগুলির নিম্নলিখিত সুবিধাগুলি রয়েছে:

 

১) স্থায়ী চুম্বকটি বায়াস স্থির চৌম্বক ক্ষেত্র সরবরাহ করতে ব্যবহৃত হয়, এবং তড়িৎচুম্বকটি শুধুমাত্র লোডের ভারসাম্য রক্ষা বা বাহ্যিক হস্তক্ষেপের জন্য নিয়ন্ত্রণ চৌম্বক ক্ষেত্র সরবরাহ করে, যা সিস্টেমের বায়াস কারেন্টের কারণে সৃষ্ট শক্তি অপচয় এড়াতে এবং কয়েলের উত্তাপ কমাতে পারে।

 

২) হাইব্রিড ম্যাগনেটিক বিয়ারিং-এর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটের জন্য প্রয়োজনীয় প্যাঁচ সংখ্যা অ্যাক্টিভ ম্যাগনেটিক বিয়ারিং-এর তুলনায় অনেক কম, যা ম্যাগনেটিক বিয়ারিং-এর আয়তন কমাতে এবং উপকরণ সাশ্রয় করতে সহায়ক। এই ধরনের বিয়ারিং-এর ছোট আকার, হালকা ওজন এবং উচ্চ দক্ষতার মতো সুবিধা রয়েছে এবং এটি ক্ষুদ্রাকরণ ও ছোট আকারের প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত।