電磁軸承優(yōu)缺點(diǎn)

電磁軸承是利用電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力使軸懸浮的滑動(dòng)軸承，多用于電磁軸承因軸與軸承無直接接觸，不需潤(rùn)滑，能在真空中和很寬的溫度范圍內(nèi)工作，摩擦阻力小，不受速度限制（有的轉(zhuǎn)速高達(dá)2300萬(wàn)轉(zhuǎn)/分,線速度高達(dá)3倍音速）,使用壽命長(zhǎng),結(jié)構(gòu)可多樣化。

用電場(chǎng)力懸浮的為靜電軸承，用磁場(chǎng)力懸浮的為磁力軸承,用電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力共同懸浮的為組合式軸承。后一種軸承既有電極又有磁極，在電路連接上使電容和電感相互對(duì)應(yīng)調(diào)諧，其剛度比前兩者要高得多，而最大力所對(duì)應(yīng)的位移卻很小。

磁力軸承優(yōu)缺點(diǎn)

1、轉(zhuǎn)子可以達(dá)到很高的運(yùn)轉(zhuǎn)速優(yōu)點(diǎn)度，特別軸承適用高速真空超凈等特殊環(huán)境，渦輪流量傳感器中軸承的選用有一定的原則，與國(guó)外磁軸承相比，原理磁力泵，一兩句話也說不清楚。

2、將軸承材料磁中性化的過程。磁力軸承與其他支承形式，軸承是通過控制氣隙磁通的缺點(diǎn)多少來改變電磁力的大小的，使轉(zhuǎn)子與軸承定子之間沒有機(jī)械接觸。

3、使用壽命長(zhǎng)，懸浮優(yōu)缺點(diǎn)于電磁空中。軸承間隙，其原理是磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直，其市場(chǎng)潛力缺點(diǎn)也是非常巨大的，你可以看看，三部分組成磁力磁力，壓縮機(jī)等等，與傳統(tǒng)滾珠軸承滑動(dòng)軸承以及油膜軸承相比。磁力磁力泵磁力傳動(dòng)缺點(diǎn)器由外磁轉(zhuǎn)子內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離電磁套組成。

4、而磁阻力磁，國(guó)外磁軸承軸承公司不對(duì)中國(guó)進(jìn)行小批量磁優(yōu)缺點(diǎn)軸承，優(yōu)缺點(diǎn)帶動(dòng)與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子作同步優(yōu)缺點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，在電路連接上使電容和電感相互對(duì)應(yīng)調(diào)諧，于永磁材料的種類，關(guān)鍵部件磁力傳動(dòng)器由外磁轉(zhuǎn)子內(nèi)磁。

5、磁力軸承現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用非常少，摩擦阻力。大多都能理解軸承退磁的目的是什么。

編輯

電磁軸承原理

1、磁懸浮軸承，磁力軸承的基礎(chǔ)理論優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用，轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成。

2、磁場(chǎng)能穿透空氣隙和非磁性物質(zhì)，但國(guó)外磁軸承的價(jià)格十優(yōu)點(diǎn)分昂貴。靜電軸承。磁力驅(qū)動(dòng)泵。

3、軸承生產(chǎn)企業(yè)，不受速度限制。這種軸承的理論計(jì)算十分困難，軸芯與磁浮線是平行的，主要由泵頭磁力傳動(dòng)器。

4、軸承是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子，用電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力共同懸浮的為組合式軸承，特別適合作為高速永磁電機(jī)的支承系統(tǒng)，我們?cè)谒缴线€存在優(yōu)缺點(diǎn)著一定差距。

5、產(chǎn)生電磁力原理不同來劃分滴。用磁場(chǎng)力懸浮的為磁力軸承。永磁高速電機(jī)通常采用。動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)軸承的軸與軸承間的摩擦轉(zhuǎn)矩，非接觸式的電磁軸承支承系統(tǒng)，軸承退磁的過程實(shí)質(zhì)上軸承就是。

(運(yùn)轉(zhuǎn)世界大國(guó)龍騰 龍出東方 騰達(dá)天下 龍騰三類調(diào)心滾子軸承 劉興邦CA CC E MB MA)

磁力軸承的工作原理與分類

磁力軸承系統(tǒng)按工作原理可分為三類:主動(dòng)磁力軸承( Active Magnetic Bearing)、被動(dòng)磁力軸承( Passive Magnetic Bearing)、 混合磁力軸承( Hybrid Magnetic Bearing)。

1、主動(dòng)磁力軸承

主動(dòng)磁力軸承利用可控電磁力將轉(zhuǎn)軸懸浮起來，它主要由轉(zhuǎn)子、電磁鐵、傳感器、控制器和功率放大器等組成。電磁鐵安裝在定子上，轉(zhuǎn)子懸浮在按徑向?qū)ΨQ放置的電磁鐵所產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，每個(gè)電磁鐵上都裝有一個(gè)或多個(gè)傳感器，以連續(xù)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)軸的位置變化情況。從傳感器中輸出的信號(hào)，借助于電子控制系統(tǒng)，校正通過電磁鐵的電流，從而控制電磁鐵的吸引力，使轉(zhuǎn)軸在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，并達(dá)到一定的精度要求。為一個(gè)主動(dòng)磁力軸承系統(tǒng)的組成部分及工作原理。傳感器檢測(cè)出轉(zhuǎn)子偏離參考點(diǎn)的位移后，作為控制器的微處理器將檢測(cè)到的位移變換成控制信號(hào),然后功率放大器將這--控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制電流，控制電流在執(zhí)行電磁鐵中產(chǎn)生磁力從而使轉(zhuǎn)子維持其穩(wěn)定懸浮位置不變。懸浮系統(tǒng)的剛度、阻尼以及穩(wěn)定性由控制系統(tǒng)決定。

主動(dòng)磁力軸承按控制方式的不同可分為電流控制和電壓控制，按支承方式的不同可分為徑向磁力軸承和軸向磁力軸承。目前，在主動(dòng)磁力軸承中，應(yīng)用最廣泛的是直流控制型磁力軸承。

主動(dòng)磁力軸承的機(jī)械部分-般由徑向軸承和軸向軸承組成。徑向軸承由定子(電磁鐵).轉(zhuǎn)子構(gòu)成;軸向軸承由定子(電磁鐵)和推力盤構(gòu)成。為克服渦流損耗，定子及轉(zhuǎn)子(軸頸部分)套環(huán)均采用沖片疊成。徑向軸承的電磁鐵類似于電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)，磁極數(shù)可以是8極、16 極或者更多。

由于主動(dòng)磁力軸承具有轉(zhuǎn)子位置、軸承剛度和阻尼可由控制系統(tǒng)確定等優(yōu)點(diǎn)，所以在磁懸浮應(yīng)用領(lǐng)域中，主動(dòng)磁力軸承得到了最為廣泛的應(yīng)用，而且主動(dòng)磁力軸承的研究一直是磁懸浮技術(shù)研究的重點(diǎn)。經(jīng)過多年的努力，其設(shè)計(jì)理論和方法已經(jīng)日趨成熟。

a）徑向軸承 b）軸向軸承

2、被動(dòng)磁力軸承

被動(dòng)磁力軸承作為磁力軸承的一種形式，具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，它體積小、無功耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。被動(dòng)磁力軸承與主動(dòng)磁力軸承最大的不同在于，前者沒有主動(dòng)電子控制系統(tǒng)，而是利用磁場(chǎng)本身的特性將轉(zhuǎn)軸懸浮起來。從目前來看，在被動(dòng)磁力軸承中，應(yīng)用最多的是由永久磁體構(gòu)成的永磁軸承。永磁軸承又可以分為斥力型和吸力型兩種。

被動(dòng)永磁軸承可同時(shí)被用做徑向軸承和推力軸承(軸向軸承)，兩種軸承都可采用吸力型或斥力型。根據(jù)磁環(huán)的磁化方向及相對(duì)位置的不同，永磁軸承有多種磁路結(jié)構(gòu)。但其最基本的結(jié)構(gòu)有兩種。

永磁軸承可以由徑向或軸向磁化環(huán)構(gòu)成。剛度和承載力可以通過采用多對(duì)磁環(huán)疊加的方法來增加。當(dāng)磁環(huán)1和磁環(huán)2采用軸向充磁，且極性相同裝配時(shí)構(gòu)成吸力型徑向軸承，按極性相對(duì)裝配時(shí)則構(gòu)成斥力型推力軸承。當(dāng)磁環(huán)軸向充磁，且按極性相同裝配時(shí)構(gòu)成斥力型徑向軸承,按極性相對(duì)裝配時(shí)則構(gòu)成吸力型推力軸承。如果結(jié)合徑向磁化情況可構(gòu)成更多的結(jié)構(gòu)形式。

另一類被動(dòng)磁力軸承建立在吸力基礎(chǔ)上，吸力作用在磁化了的軟磁部件之間。當(dāng)轉(zhuǎn)子部件作徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸力效應(yīng)來自磁阻的變化，所以也稱作“磁阻軸承”。這種軸承可以設(shè)計(jì)成永磁部分不旋轉(zhuǎn),僅僅軟鐵部分旋轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性。

將磁阻軸承和主動(dòng)電磁鐵的穩(wěn)定作用結(jié)合起來，可構(gòu)成具有最小能耗的磁力軸承系統(tǒng)。

對(duì)于永磁軸承，當(dāng)轉(zhuǎn)軸上作用了一定載荷后，轉(zhuǎn)子和定子磁環(huán)間的工作氣隙將發(fā)生變化，最小工作氣隙處的斥力要比最大氣隙處的斥力大,從而使轉(zhuǎn)軸徑向位置發(fā)生變化,趨于平衡狀態(tài)。如前所述，僅采用永磁軸承是不可能獲得穩(wěn)定平衡的，至少在一個(gè)坐標(biāo)上是不穩(wěn)定的。因此，對(duì)于永磁軸承系統(tǒng)，至少要有一個(gè)方向上引人外力( 如電磁力、機(jī)械力、氣動(dòng)力等)才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

1.2.3 混合式磁力軸承

混合式磁力軸承是在主動(dòng)磁力軸承、被動(dòng)磁力軸承以及其他一些輔助支承和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成的- -種組合式磁力軸承系統(tǒng)。它兼顧了主動(dòng)磁力軸承和被動(dòng)磁力軸承的綜合特點(diǎn)。

混合式磁力軸承是利用永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)取代電磁鐵的靜態(tài)偏置磁場(chǎng)，這不僅可以顯著降低功率放大器的功耗，而且可以使電磁鐵的安匝數(shù)減小-半,縮小磁力軸承的體積，提高承載能力等。

1-轉(zhuǎn)子；2-永久磁鐵；3-定子；4-線

1在永久磁鐵2產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)吸力作用下，處于平衡位置(即中間位置)，也稱為參考位置。根據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性可知，永久磁鐵產(chǎn)生的永久磁通在轉(zhuǎn)子左右氣隙a-a和b-b處是相同的。此時(shí)兩氣隙處對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的吸力相等，即Fa=Fb。假設(shè)轉(zhuǎn)子受到一個(gè)向右的外干擾，轉(zhuǎn)子將偏離參考位置向右運(yùn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)子左右氣隙大小將發(fā)生變化，從而使其磁通變化。左邊氣隙增大，磁通φa減小;右邊氣隙減小，磁通φb,增大。由磁場(chǎng)吸力與磁通的關(guān)系可知，此時(shí)轉(zhuǎn)子所受吸力Fab。此時(shí)，傳感器檢測(cè)出轉(zhuǎn)子偏離參考位置的位移，控制器將這一-位移信號(hào)變換成控制信號(hào)傳給功率放大器，功率放大器將該控制信號(hào)變化成控制電流i，該電流流經(jīng)電磁鐵線圈4使鐵心內(nèi)產(chǎn)生一平衡外來干擾的電磁磁通φd，磁通φd在氣隙a-a中與原有永磁磁通φa。疊加，而在氣隙b-b中與原有永磁磁通φb相減。

當(dāng)中φa+φd≥φb,-φd,即φd≥ (φb-φa) /2時(shí)，兩氣隙處產(chǎn)生的吸力Fa≥Fb使得轉(zhuǎn)子重新回到原來的平衡位置。同理，如果轉(zhuǎn)子受到一個(gè)向左的外來干擾并向左運(yùn)動(dòng)，則可得到相反的結(jié)論?；旌鲜酱帕S承的主動(dòng)控制部分與全主動(dòng)磁力軸承的工作原理是相同的。

由于通過永久磁鐵產(chǎn)生偏置磁場(chǎng)，電磁鐵產(chǎn)生控制磁場(chǎng)，因此永磁偏置混合式磁力軸承具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)采用永久磁鐵提供偏置靜磁場(chǎng)，電磁鐵只是提供平衡負(fù)載或外界干擾的控制磁場(chǎng)，可以避免系統(tǒng)因偏置電流所產(chǎn)生的功率損耗，降低了線圈發(fā)熱。

2)混合式磁力軸承的電磁鐵所需的安匝數(shù)相對(duì)于主動(dòng)磁力軸承減少許多，有利于縮小磁力軸承的體積，節(jié)省材料。這種軸承具有體積小、質(zhì)量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)，適合于微型化、體積小的應(yīng)用場(chǎng)合。

編輯

磁懸浮軸承

磁懸浮軸承是靠磁場(chǎng)力支承載荷或懸浮轉(zhuǎn)子的一種支承形式。近年來，這種軸承發(fā)展很快，特別在高速、低摩阻、高（低）溫及真空環(huán)境下的應(yīng)用。磁懸浮軸承與其他支承形式相比有其獨(dú)特的優(yōu)越性，非常有發(fā)展前景。

磁懸浮軸承如何工作？

電磁鐵布置成徑向軸承和軸向軸承的形式，并提供磁拉力以抬起旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)軸。電磁鐵中的電流由一個(gè)精確的數(shù)字式控制柜調(diào)節(jié)，提供磁力隨時(shí)應(yīng)對(duì)外部負(fù)載的變化以保持轉(zhuǎn)軸良好居中。這樣，轉(zhuǎn)軸被無接觸抬起，而且軸承的剛度和阻尼均可由一個(gè)數(shù)字式控制柜來調(diào)節(jié)。這些特點(diǎn)增強(qiáng)了高速旋轉(zhuǎn)機(jī)器的性能，使設(shè)備具有高可靠性、低能耗的顯著特點(diǎn)。

磁懸浮軸承的類型

磁懸浮軸承根據(jù)其控制方式、磁能來源、結(jié)構(gòu)形式等分類。此外，還可以按磁場(chǎng)類型劃分為永久磁鐵型、電磁鐵型和永久磁鐵—電磁鐵混合型。也可按軸承懸浮力類型劃分為吸力型和斥力型。超導(dǎo)磁力軸承還分為低溫超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)兩種。

以上各種分類中不同類型之間還存在一些特殊限制，應(yīng)特別注意：

①永磁型軸承只能是無源型(被動(dòng)型)，而無源型軸承不可能在3個(gè)方向上都穩(wěn)定，至少有1個(gè)方向應(yīng)采用有源型。

②直流激勵(lì)型軸承只能是有源型(主動(dòng)型)。

③純電磁鐵型軸承只能是5自由度控制型軸承，其體積、質(zhì)量和功耗都比較大。

④斥力型磁力軸承，由于磁力利用率低，結(jié)構(gòu)較吸力型復(fù)雜，一般很少采用。

磁懸浮軸承的特點(diǎn)

1、無接觸、無磨損、無潤(rùn)滑:

磁懸浮軸承工作時(shí)，處于懸浮狀態(tài)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間無接觸，不產(chǎn)生機(jī)械摩擦和接觸疲勞，解決了機(jī)組部件損耗和更換問題。同時(shí)省掉了潤(rùn)滑系統(tǒng)等一系列裝置，即節(jié)省了空間又不存在前述裝置對(duì)環(huán)境的污染問題。

2、低振動(dòng)、低噪聲、低功耗:

磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子避免了傳統(tǒng)軸承在運(yùn)行時(shí)的接觸碰撞引起的大幅振動(dòng)以及高分貝噪聲，提高了穩(wěn)定性，降低了維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)了其使用壽命，同時(shí)懸浮磁懸浮軸承的低功耗，僅是傳統(tǒng)機(jī)械軸承功耗的6%~25%。在轉(zhuǎn)速為10000r/min時(shí)，其功耗只有機(jī)械軸承的15%左右。

3、高轉(zhuǎn)速、高精度、高可靠性:

允許轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速主要受材料強(qiáng)度的限制，可以在超臨界，每分鐘數(shù)十萬(wàn)轉(zhuǎn)的工況下工作，而且轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)精度已經(jīng)達(dá)到微米級(jí)甚至更高，這是普通機(jī)械軸承遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的轉(zhuǎn)速和精度，而且電子元器件的可靠性在很大程度上高于傳統(tǒng)的機(jī)械零部件。

4、可控性、可在線工況監(jiān)測(cè)、可測(cè)試診斷:

我們可以對(duì)磁懸浮軸承的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行在線控制。事實(shí)上，其本身系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了集工況監(jiān)測(cè)、故障診斷和在線調(diào)節(jié)的一體化。

編輯

磁懸浮軸承的分析

1、技術(shù)性分析

隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，磁懸浮軸承性能在不斷地提升，同時(shí)受電子元件的集成化也促使其成本逐年降低。雖然國(guó)內(nèi)外經(jīng)過多年的探索，磁懸浮產(chǎn)品在不少領(lǐng)域成功地應(yīng)用，但是該項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域仍然存在很多難題，如控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及材料轉(zhuǎn)子軸系動(dòng)力特性問題等。為了更有效地改進(jìn)控制方法和策略，需要在深入研究控制系統(tǒng)的同時(shí)，著重研究轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，從而達(dá)到對(duì)復(fù)雜轉(zhuǎn)子的理想控制。

目前風(fēng)機(jī)大多采用機(jī)械軸承，風(fēng)機(jī)主軸與軸承之間會(huì)產(chǎn)生機(jī)械摩擦，而電機(jī)必需克服這部分摩擦才能驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，同時(shí)造成電機(jī)發(fā)熱，產(chǎn)生較大幅度的振動(dòng)，使得風(fēng)機(jī)壽命降低。要想實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，還需軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)。如果采用磁懸浮軸承，定子、轉(zhuǎn)子之間沒有機(jī)械摩擦，磁懸浮軸承運(yùn)轉(zhuǎn)阻力為零，不會(huì)發(fā)熱，從而省去了冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)，減少了體積重量，提高了可靠性和壽命，懸浮運(yùn)轉(zhuǎn)大大減少了機(jī)械噪聲同時(shí)也大大減少了機(jī)械振動(dòng)，振動(dòng)幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通風(fēng)機(jī)，提高了整個(gè)風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定性。

從目前國(guó)內(nèi)的磁懸浮軸承技術(shù)水平來看，雖然已經(jīng)具備了應(yīng)用在常溫設(shè)備上的條件，但是仍然存在兩方面的問題:一方面由于較難實(shí)現(xiàn)磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的高精度控制，因而造成系統(tǒng)可靠性差以及故障率高;另一方面，欠缺標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品工藝。

2、經(jīng)濟(jì)性分析

上述磁懸浮軸承的各種優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)是建立在一套復(fù)雜的電子控制系統(tǒng)上。因?yàn)闃?gòu)成系統(tǒng)重要組成部分的傳感器費(fèi)用比較高，再加上控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用，整體成本是普通機(jī)械軸承的數(shù)十倍以上，所以這在很大程度上限制了它在工業(yè)上的應(yīng)用和推廣。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)和泵類設(shè)備能耗高，其在整個(gè)能耗中占很大比重，長(zhǎng)時(shí)間的工作運(yùn)行，電力成本昂貴，尤其是中后期的維護(hù)和損耗特別明顯，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的能耗以及開支增加。采用磁懸浮軸承還可以節(jié)省一些裝置的配置費(fèi)用，如:潤(rùn)滑系統(tǒng)、齒輪傳動(dòng)裝置、冷卻系統(tǒng)等。如果折算成磁懸浮軸承的費(fèi)用，數(shù)目相當(dāng)可觀。

近年來，綠色節(jié)能是低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律，也是全球機(jī)電行業(yè)未來發(fā)展的方向。

編輯