Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 06/07/2009 16:20 (GMT+7)

Ứng dụng Maglev làm ổ trục và máy phát điện gió

Trong các động cơ để quay ít bị ma sát người ta dùng ổ bi. Trục quay tiếp xúc với ổ trục qua trung gian là các viên bi, nhờ đó đã chuyển từ ma sát trượt sang ma sát lăn, có thêm dầu mỡ hỗ trợ nên ma sát giảm đi rất đáng kể. Tuy nhiên có những trường hợp cần quay cực nhanh, thí dụ ở máy ly tâm, giảm ma sát bằng cách dùng ổ bi, dẫu cho dầu mỡ có tốt như thế nào vẫn là chưa đủ. Để đáp ứng những yêu cầu này người ta phải dùng lực từ để giữ cho ổ trục không tiếp xúc với trục quay mà cách trục bằng một đệm không khí mỏng, chuyển động quay ở đây gần như không ma sát. Loại ổ trục maglev này nếu làm việc trong chân không lại còn tốt hơn vì cả ma sát với không khí cũng không còn. Nguyên lý của một cách làm cụ thể vẽ ở hình 1.

Ta thấy các nam châm ở đây là nam châm điện từng đôi một đối diện nhau, cùng đẩy rôto. Nếu hai lực đẩy đối diện nhau không cân bằng rôto sẽ bị lậch về một bên, hai khe hở ở hai bên đối diện bị chênh lệch, cảm biến khe hở sẽ làm việc điều chỉnh dòng ở các nam châm điện sao cho chúng đẩy rôto cân bằng trở lại, tức là hai khe hở đối diện như nhau. Như vậy rôto cân bằng ổn định không va chạm với ổ trục là nhờ có hệ tự động điều chỉnh. Để tách các đồng vị đặc biệt là của uran trong kỹ thuật hạt nhân, người ta phải dùng những máy ly tâm quay cực nhanh, ổ trục và rôto ở đây đều phải bố trí theo kiểu ổ trục maglev như đã nói trên. Tuy nhiên có nhiều trường hợp rất cần có ổ và trục quay không ma sát, nói đúng hơn là ma sát rất ít nhưng không thể làm ổ trục có hệ tự động điều chỉnh như kiểu đã nói trên được. Thí dụ như ở máy phát điện chạy bằng sức gió, dùng ổ bi thông thường thì ma sát đáng kể, gió dưới 4,8 mét/ giây là cánh quạt không quay, không phát điện được.

Nếu làm các ổ trục theo kiểu maglev thì do ma sát rất ít nên chỉ cần gió nhẹ là cánh quạt quay được, phát điện được, đồng thời ma sát ít thì hiệu suất phát điện sẽ tăng. Nhưng ban đầu cánh quạt chưa quay thì lấy đâu ra điện để tự động điều chỉnh khe hở, hơn nữa hệ tự động điều chỉnh khe hở cũng rất tốn kém, cồng kềnh.

Người ta đã tìm cách dùng nam châm vĩnh cửu để tạo ra lực từ ở ổ trục maglev. Cần lực từ thật mạnh thì đã có nam châm vĩnh cửu đất hiếm NdFeb (nêođym sắt bo). Tuy nhiên về nguyên tắc thì gặp phải khó khăn do định luật Earnshaw. Từ năm 1842 Samuel Earnshaw đã chứng minh rằng dùng nam châm vĩnh cửu không bao giờ tạo ra được cấu hình cho phép có hiện tượng từ nổi (maglev – magnetic levitation) ổn định cả. Thí dụ lấy một nam châm vĩnh cửu cho từ trừơng mạnh đẩy một vật từ lên cao. Trọng lượng của vật thì không thay đổi theo vị trí nhưng lực từ do nam châm vĩnh cửu tác dụng đẩy lên cao thì thay đổi, càng lên cao xa nam châm lực càng yếu đi. Vì vậy có thể có một vị trí cân bằng, lực từ đẩy lên bằng trọng lượng của vật, ở vị trí đó vật sẽ cân bằng lơ lửng trong không gian (nổi). Nhưng vị trí cân bằng này không ổn định, khó giữ vật nổi một cách yên tĩnh trên nam châm. Người ta đã có những cách vượt qua khỏi hạn chế do định luật Earnshaw.

Trong thí nghiệm về nam châm nổi một cách ổn định (hình 2), người ta dùng một nam châm rất mạnh (11 tesla) đặt ngầm ở dưới đẩy một viên nam châm nhỏ nằm giữa hai ngón tay. Viên nam châm luôn dứng yên ở khoảng giữa hai ngón tay. Nếu không có hai ngón tay, viên nam châm không thể nào đứng yên được. Đó là vì ngón tay là vật thuận từ (cũng như nước, graphit…) khi đặt trong từ trường các nguyên tử, phân tử trong ngón tay quay dưới tác dụng của từ trường sao cho cuối cùng tạo ra từ trường nhỏ nhưng cùng chiều với từ trường ngoài. Khi viên nam châm ở vị trí gần cân bằng nếu lệch lên trên thì bị ngón tay trên (vật thuận từ) đẩy xuống, nếu lệch xuống gần ngón tay dưới (vận thuận từ) thì bị ngón tay dưới đẩy lên. Nhờ đó vị trí cân bằng được ổn định.

Như vậy thêm vào hai vật thuận từ là một cách có thể vượt qua hạn chế do định luật Earcshaw để có cấu hình cân bằng ổn định.

Hiện nay do có nam châm vĩnh cửu đất hiếm NdFeB cho lực từ đẩy cực mạnh nên đã có nhiều nghiên cứu để tạo ra được ổ trục maglev, giữa ổ trục và trục quay tròn (rôto) chỉ là một đệm không khí mỏng.

Năm 2007 trong hội nghĩ quốc tế về năng lượng tái tạo, Trung Quốc đã công bố là đã chế tạo được máy phát điện chạy bằng sức gió với ổ trục quay maglev (hình 3) dùng nam châm vĩnh cửu NdFeB. Nhờ cánh quạt gió quay không ma sát nên tốc độ gió cỡ 1,5 m/giây là máy phát điện gió đã làm việc được (nếu dùng ổ bi thường thì tốc độ gío nhỏ nhất có thể làm việc được phải vào cỡ 5 m/giây) và hiệu suất phát điện tăng lên 20% so với các máy phát điện gió dùng ổ bi. Giá thành của máy phát điện gió maglev cũng không cao lắm, một máy phát điện gío maglev 300W vừa dùng cho một hộ gia đình giá khoảng 550 đô, kể cả bộ điều khiển tự động đảm bảo điện phát ra ổn định lúc gió bão có các bộ phận hãm bớt chuyển động cho khỏi đổ gãy. Năng lượng điện sản xuất ra từ máy phát điện chạy bằng sức gió là một dạng năng lượng xanh, tái tạo. Giá một kilowat - giờ lại rẻ hơn so với nhiều dạng năng lượng truyền thống làm ô nhiễm môi trường khác.

Năm 2008 nhà máy nămg lượng ở Quảng Châu đã bán ra rộng rãi máy phát điện chạy bằng sức gió maglev với công suất từ 300W - 5000W. Những máy phát điện gió maglev lớn hơn cũng đang được thiết kế chế tạo. Tuy nhiên cấu tạo cụ thể của ổ trục maglev này như thế nào còn chưa dược công bố.

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Lào Cai: 52 đề tài xuất sắc sẽ được trao giải Cuộc thi lần thứ 21
Chiều 3/11, Ông Giàng Quốc Hưng - Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch UBND tỉnh, Chủ tịch Liên hiệp Hội tỉnh, Trưởng Ban Tổ chức Hội thi Sáng tạo kỹ thuật (Hội thi) và Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh (Cuộc thi), chủ trì cuộc họp thống nhất công tác chuẩn bị tổng kết, trao giải Cuộc thi lần thứ 21 và phát động Cuộc thi lần thứ 22.
Cải cách hành chính và chuyển đổi số ở cơ sở cần thực chất hơn
Năm 2026, khi mô hình chính quyền địa phương hai cấp đi vào vận hành, cải cách hành chính và chuyển đổi số đặt ra yêu cầu cao với chính quyền cơ sở. Qua khảo sát tại phường Tuy Hòa, Cư Bao, xã Sơn Hòa, Sông Hinh, Ea Na và Yang Mao, Hội đồng tư vấn Dân chủ – Pháp luật thuộc Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Đắk Lắk ghi nhận nỗ lực của địa phương và những vấn đề cần tháo gỡ để nâng cao chất lượng phục vụ.
Tôn vinh tinh hoa đạo học, tiếp nối mạch nguồn hiền tài dân tộc
Từ ngày 5 - 15/11, thành phố Hà Nội tổ chức chuỗi hoạt động kỷ niệm 950 năm thành lập Quốc Tử Giám (1076–2026), với nhiều chương trình văn hóa, nghệ thuật, triển lãm, trải nghiệm di sản và hội thảo khoa học. Đây là dịp tôn vinh những giá trị bền vững của nền Quốc học Việt Nam, khơi dậy truyền thống hiếu học, tôn sư trọng đạo và tinh thần trọng dụng hiền tài.
Đắk Lắk: Phản biện hồ sơ Dự án nhà máy điện gió, điện mặt trời
Sáng 29/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh đã tổ chức Hội đồng góp ý, phản biện xã hội và phản biện khoa học đối với hồ sơ đề nghị chấp thuận chủ trương đầu tư Dự án Nhà máy điện gió E&M Đắk Lắk tại xã Ea Knốp và xã Cư Prao; Dự án Nhà máy điện mặt trời Jang Pông 2 tại xã Ea Wer.
Góp ý Luật luật An toàn, vệ sinh lao động: Lấy bảo vệ con người và quản trị rủi ro làm trung tâm
Ngày 30/10/2026, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp Hội Khoa học Kỹ thuật An toàn Vệ sinh Lao động Việt Nam (VOSHA) tổ chức Hội thảo "Góp ý dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật An toàn, vệ sinh lao động". Hội thảo do PGS.TS Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch VUSTA và GS.TS Lê Vân Trình, Chủ tịch VOSHA đồng chủ trì.
VUSTA công bố các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt
Ngày 30/10/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trang trọng tổ chức Hội nghị công bố các quyết định quan trọng về công tác cán bộ. Lãnh đạo VUSTA đã trao quyết định nghỉ hưu hưởng chế độ cho 02 cán bộ, chuyên viên, đồng thời trao các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển trong giai đoạn mới.
Liên hiệp Hội Việt Nam hưởng ứng tháng “Vì người nghèo”
Sáng 27/10, tại Hội trường xã Quốc Oai, Khối thi đua các tổ chức thuộc lĩnh vực Khoa học - Kinh tế - Pháp luật - Giáo dục - Đối ngoại thuộc Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam phối hợp với Ủy ban MTTQ Việt Nam thành phố Hà Nội, Hội Luật gia thành phố Hà Nội và xã Quốc Oai tổ chức Hội nghị “Nghe dân nói, nói dân nghe” và thực hiện Tháng cao điểm vì người nghèo 2026.
Thủ tướng mong muốn đối tác quốc tế không chỉ đầu tư, sản xuất tại Việt Nam mà cùng kiến tạo chuỗi giá trị mới
Phát biểu tại Diễn đàn Kinh tế mùa Thu 2026, Thủ tướng Lê Minh Hưng khẳng định Việt Nam mong muốn các đối tác quốc tế không chỉ đầu tư, sản xuất tại Việt Nam mà cùng nghiên cứu, phát triển công nghệ, đổi mới sáng tạo và kiến tạo những chuỗi giá trị mới.
Tạo động lực tăng trưởng xanh từ khoa học, công nghệ
Chính phủ Việt Nam nhiều lần khẳng định quan điểm "không đánh đổi môi trường lấy tăng trưởng kinh tế". Trong bối cảnh đó, việc giải quyết hài hòa mối quan hệ giữa yêu cầu tăng trưởng nhanh và bảo vệ môi trường, ứng phó với biến đổi khí hậu thông qua các giải pháp khoa học, công nghệ đang trở thành yêu cầu cấp thiết hiện nay.
Hội nghị Đoàn Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam lần thứ nhất (khóa IX)
Chiều 28/10, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức Hội nghị Đoàn Chủ tịch lần thứ nhất (khóa IX), nhiệm kỳ 2026 - 2031. Hội nghị tập trung thảo luận, đóng góp ý kiến vào các dự thảo văn bản nền tảng quan trọng, đánh giá kết quả hoạt động từ sau Đại hội IX, đồng thời đề ra nhiệm vụ trọng tâm đến cuối năm 2026.
Hội nghị BCH Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam tháng 10/2026: Tập trung lãnh đạo, chỉ đạo triển khai các nhiệm vụ trọng tâm
Sáng 28/10, tại Hà Nội, Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành Đảng bộ nhằm đánh giá kết quả công tác tháng 10, xác định nhiệm vụ trọng tâm tháng 11/2026 và triển khai một số nội dung quan trọng liên quan đến công tác xây dựng Đảng.