磁懸浮軸承(Magnetic Bearing) 是利用磁力作用將轉子懸浮于空中,使轉子與定子之間沒有機械接觸。其原理是磁感應線與磁浮線成垂直,軸芯與磁浮線是平行的,所以轉子的重量就固定在運轉的軌道上,利用幾乎是無負載的軸芯往反磁浮線方向頂撐,形成整個轉子懸空,在固定運轉軌道上。
與傳統的滾動軸承、滑動軸承以及油膜軸承相比,磁軸承不存在機械接觸,轉子可以運行到很高的轉速,具有機械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優點,特別適用于高速、真空、超凈等特殊環境中。磁懸浮事實上只是一種輔助功能,并非是獨立的軸承形式,具體應用還得配合其它的軸承形式,例如磁懸浮+滾珠軸承、磁懸浮+含油軸承、磁懸浮+汽化軸承等等。
這種軸承發展很快,特別在高速、低摩阻、高(低)溫及真空環境下的應用。磁懸浮軸承與其他支承形式相比有其獨特的優越性,非常有發展前景。
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機器的轉軸。電磁鐵中的電流由一個精確的數字式控制柜調節,提供磁力隨時應對外部負載的變化以保持轉軸良好居中。這樣,轉軸被無接觸抬起,而且軸承的剛度和阻尼均可由一個數字式控制柜來調節。這些特點增強了高速旋轉機器的性能,使設備具有高可靠性、低能耗的顯著特點。
電氣原理 圖為一簡單磁懸浮系統,它是由轉子、傳感器、控制器和執行器4部分組成,其中執行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。假設在參考位置上,轉子受到一個向下的擾動,就會偏離其參考位置,這時傳感器檢測出轉子偏離參考點的位移,作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信號。 然后功率放大器將這一控制信號轉換成控制電流,控制電流在執行磁鐵中產生磁力,從而驅動轉子返回到原來平衡位置。因此,不論轉子受到向下或向上的擾動,轉子始終能處于穩定的平衡狀態。