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磁悬浮轴承:zeitlos开发研究新型轴承——磁悬浮轴承
作者: 来源: 浏览次数:4484次 更新时间:2018-11-03 12:50:18

      磁悬浮轴承是利用电磁力,将被支承件稳定悬浮在空间,使支承件与被支承件之间没有机械接触的一种高性能机电一体化轴承。它具有无机械接触、无需润滑、高转速、精度高、功耗低、智能控制等特点。由于具有以上特性,磁悬浮轴承在很多领域有着广泛应用价值,美国、日本、法国、德国等国家早在2O世纪就将磁悬浮轴承应用于离心压缩机、分子涡流泵、汽轮发动机等大型设备上,也被应用于超高速超精密加工机床用的磁轴承主轴,在军事装备中也得到成功应用。

     作为一种典型的机电一体化产品,磁悬浮轴承的研究涉及到机械学、转子动力学、电磁学、控制理论、传感理论和计算机科学等多学科的知识,具有很广泛的应用前景。磁悬浮轴承作为一个独立的功能部件有着十分广阔的应用领域。目前磁悬浮轴承主要应用在有高速度、高精度、自动化,或低速重载,或真空洁静环境等要求的高附加值产品中。如:数控机床、高速铣床、高精度磨床、机器人、真空泵、电机、涡轮机、大型水轮发电机、航空发动机、卫星导航系统、人工心脏泵、污水处理装置等。

 磁悬浮轴承的发展方向
(1 ) 超导磁悬浮轴承的研究。这种轴承的体积很小, 却有很大的承载能力。这方面的研究进展在很大程度上依赖于超导材料的进展。高温超导陶瓷材料由于其固有的属性及具体加工技术的原因, 实际应用十分有限, 还需有很大的突破。
(2) 无传感器磁悬浮轴承的研究。最近几年,结合磁悬浮轴承和无传感器检测两大研究领域的最新研究成果, 诞生了一个全新的研究方向———无传感器的磁悬浮轴承( Sensorless Magnetic Bearing 或Self2SensingMagnetic Bearing) 。它不需要设计专门的位置传感器, 而是通过测量电气回路内部信号来间接地获取转子的位置信息。
(3) 新材料的研究。新材料的研究成功无疑将使磁悬浮轴承突破离心力、磁饱和、磁滞等特性的限制。近年来得到迅速发展的稀土永磁材料也因为结构轻巧、能耗低而极具应用前途。可以预计, 这些新材料的推广普及将会有效地减小磁轴承的体积、能耗,
而大大地提高了承载能力。
(4) 高速控制器的研究。磁悬浮轴承主要用于高速设备, 其控制器的高速运算速度是非常必需的,传统控制器已不能满足磁悬浮轴承高速运算的要求,采用数字信号处理器DSP作磁悬浮轴承控制器是一种发展方向, 采用DSP作控制器有如下优点: 容易实现较复杂的、运算量较大和控制算法, 控制器参数容易修改; 乘法和加法由硬件实现, 运算速度非常快; 控制脉冲频率大大提高, 系统性能得到很好的改善; 容易实现信号处理和滤波电路, 减少外围电路。
(5) 其他型式磁悬浮轴承的研究。磁悬浮轴承的型式可以多种多样, 远不止目前的几种型式, 有待进一步研究。