磁悬浮轴承_

  磁悬浮轴承(Magnetic Bearing)是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与

  定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直， 轴芯与磁浮线是平 行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上， 利用几乎是无负载的轴芯往反磁 浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。与传统的滚珠轴承、滑

  1937年,Kenp er申请了第一个磁悬浮 技术专利，他认为要使铁磁体实现稳定的磁 悬浮，必须根据物体的悬浮状态不断的调节 磁场力的大小，即采用可控电磁铁才能实现，这一思想成为以后开展磁悬浮列车和磁悬浮 轴承研究的主导思想。伴随着现代控制理论

  和电子技术的飞跃发展，本世纪60年代中期 对磁悬浮技术的研究跃上了一个新台阶Hale Waihona Puke Baidu英

  磁悬浮轴承是一个复杂的机电耦合系 统。在早期的研究过程中，它由机械系统和 控

  摘要：阐述了电磁轴承的基础原理及该种轴承的发展，对国内国外电磁轴承的技术探讨研究和应用水平做了详 细的比较，调研了电磁轴承在鼓风机上的应用情况，尤其结合企业的真实的情况，得出电磁悬浮轴承完全具备

  利用磁力使物体处于无接触悬浮状态的 设想由来已久，但实现起来并不是特别容易。早在

  1842年，Ea rn show就证明：单靠永久磁体是 不能将一个铁磁体在所有6个自由度上都保

  持在自由稳定的悬浮状态的.然而，真正意义 上的磁悬浮研究是从本世纪初的利用电磁相 吸原理的悬浮车辆研究开始的。

  流变化使转子回到基准位置；功率放大器：其 作用是向电磁铁提供产生 电磁力所需的电流。

  磁悬浮轴承工作的基础原理：通过位置 传感器检验测试转子的轴偏差信号，将该信号送 入控制器，通过功率放大器控制电磁铁中的 电流，由此产生电磁力的变化使转子悬浮于 规定的位置。

  磁悬浮轴承可以按磁悬浮方式和结构等 多种方法来分类，有很多类型。按悬浮方式可 分为主动式和被动式；按结构可分为立式、卧 式、内转子型和外转子型；按作用力可分为吸 引式和排斥式；按接触方式可分为完全非接

  动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速， 具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别 适用于高速、真空、超净等特殊环境中。磁悬浮事实上只是一种辅助功能，并非 是独立的轴承形式，具体应用还得配合其它的轴承形式， 例如磁悬浮滚珠轴承、 磁悬浮含油轴承、磁悬浮汽化轴承等等。这项技术并没有正真获得欧美国家的认可。

  个领域。美国在1983年11月搭载于航天飞 机上的欧洲空间试验仓里采用了磁悬浮轴承 真空泵；日本将磁悬浮轴承列为80年代新的 加工技术之一，1984年，S2M公司与日本精 工电子工业公司联合成立了日本电磁轴承公 司，在日本生产、销售涡轮 分子泵和机床电磁 主轴等。经过30多年的发展，磁悬浮轴承在 国外的应用场合逐步扩大，从应用角度看，在非常快速地旋转和相关高精度的应用场合磁悬浮 轴承具有极大的优势并已慢慢的变成为应用研究 的主流。

  结构如图1,推力轴承结构如图2）,通常它们 都是由铁磁叠片构成的。 转子叠片装在轴 径

  控制管理系统指控制转子位置的电气系统，简单的控制系统由传感器、控制器和功率放

  大器组成（如图3）。传感器：即检测元件，是 磁悬浮轴承的重要组成部分，位置传感器用 于检测转子的偏移情况，速度传感器用于检 测转子的运动速度；控制器：是个整个磁悬浮 轴承的核心，其性能决定了磁悬浮轴承的好 坏，其作用是对传感器检验测试到的位置偏差信号 进行适度的运算，使得转子有高精度的定位，在外力的干扰作用下能通过迅速而恰当的电

  触型和部分接触型；按电磁铁类型可分为超 导式、交流控制式和直流控制式•目前，在磁 悬浮轴承研究领域主要以主动的直流控制式 磁悬浮轴承为研究对象.图4为主动的直流 控制式磁悬浮轴承的工作原理示意图.

  需要指出的是：与主动磁悬浮轴承相比 被动磁悬浮轴承具有 系统设计简单，并在无 控制环节的情况下即可稳定.但是它不能产 生阻尼，亦即缺少像机械阻尼或像主动轴承 那样的附加手段，因此这个系统的稳定域是 很小的，外界干扰的小变化也会使它趋于不 稳定

  国、日本、 德国都相继开展了对磁悬浮列车的 研究。磁悬浮轴承的研究是磁悬浮技术发展 并向应用方向转化的一个重要实例。据有关

  资料记载：1969年，法国军部科研实验室(L RBA)开始对磁悬浮轴承的研究;1972年，将第一个磁悬浮轴承用于卫星导向轮的支撑