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高科技軸承-電磁軸承優(yōu)缺點-磁懸浮軸承的分析工作原理與分類

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電磁軸承優(yōu)缺點

電磁軸承是利用電場力、磁場力使軸懸浮的滑動軸承,多用于電磁軸承因軸與軸承無直接接觸,不需潤滑,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2300萬轉(zhuǎn)/分,線速度高達3倍音速),使用壽命長,結(jié)構(gòu)可多樣化。

用電場力懸浮的為靜電軸承,用磁場力懸浮的為磁力軸承,用電場力和磁場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應(yīng)調(diào)諧,其剛度比前兩者要高得多,而最大力所對應(yīng)的位移卻很小。

磁力軸承優(yōu)缺點

1、轉(zhuǎn)子可以達到很高的運轉(zhuǎn)速優(yōu)點度,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械接觸。

3、使用壽命長,懸浮優(yōu)缺點于電磁空中。軸承間隙,其原理是磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直,其市場潛力缺點也是非常巨大的,你可以看看,三部分組成磁力磁力,壓縮機等等,與傳統(tǒng)滾珠軸承滑動軸承以及油膜軸承相比。磁力磁力泵磁力傳動缺點器由外磁轉(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,國外磁軸承軸承公司不對中國進行小批量磁優(yōu)缺點軸承,優(yōu)缺點帶動與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子作同步優(yōu)缺點旋轉(zhuǎn),在電路連接上使電容和電感相互對應(yīng)調(diào)諧,于永磁材料的種類,關(guān)鍵部件磁力傳動器由外磁轉(zhuǎn)子內(nèi)磁。

5、磁力軸承現(xiàn)在國內(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。

高科技軸承-電磁軸承優(yōu)缺點-磁懸浮軸承的分析工作原理與分類(圖1)

電磁軸承原理

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

2、磁場能穿透空氣隙和非磁性物質(zhì),但國外磁軸承的價格十優(yōu)點分昂貴。靜電軸承。磁力驅(qū)動泵。

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

4、軸承是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子,用電場力和磁場力共同懸浮的為組合式軸承,特別適合作為高速永磁電機的支承系統(tǒng),我們在水平上還存在優(yōu)缺點著一定差距。

5、產(chǎn)生電磁力原理不同來劃分的。用磁場力懸浮的為磁力軸承。永磁高速電機通常采用。動優(yōu)缺點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),軸承退磁的過程實質(zhì)上軸承就是。

(運轉(zhuǎn)世界大國龍騰 龍出東方 騰達天下 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:主動磁力軸承( Active Magnetic Bearing)、被動磁力軸承( Passive Magnetic Bearing)、 混合磁力軸承( Hybrid Magnetic Bearing)。

1、主動磁力軸承

主動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)生的磁場中,每個電磁鐵上都裝有一個或多個傳感器,以連續(xù)監(jiān)測轉(zhuǎn)軸的位置變化情況。從傳感器中輸出的信號,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)下運轉(zhuǎn),并達到一定的精度要求。為一個主動磁力軸承系統(tǒng)的組成部分及工作原理。傳感器檢測出轉(zhuǎn)子偏離參考點的位移后,作為控制器的微處理器將檢測到的位移變換成控制信號,然后功率放大器將這--控制信號轉(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,在主動磁力軸承中,應(yīng)用最廣泛的是直流控制型磁力軸承。

主動磁力軸承的機械部分-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機的定子結(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,所以在磁懸浮應(yīng)用領(lǐng)域中,主動磁力軸承得到了最為廣泛的應(yīng)用,而且主動磁力軸承的研究一直是磁懸浮技術(shù)研究的重點。經(jīng)過多年的努力,其設(shè)計理論和方法已經(jīng)日趨成熟。

a)徑向軸承 b)軸向軸承

2、被動磁力軸承

被動磁力軸承作為磁力軸承的一種形式,具有自身獨特的優(yōu)勢,它體積小、無功耗、結(jié)構(gòu)簡單。被動磁力軸承與主動磁力軸承最大的不同在于,前者沒有主動電子控制系統(tǒng),而是利用磁場本身的特性將轉(zhuǎn)軸懸浮起來。從目前來看,在被動磁力軸承中,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。

被動永磁軸承可同時被用作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磁環(huán)疊加的方法來增加。當磁環(huán)1和磁環(huán)2采用軸向充磁,且極性相同裝配時構(gòu)成吸力型徑向軸承,按極性相對裝配時則構(gòu)成斥力型推力軸承。當磁環(huán)軸向充磁,且按極性相同裝配時構(gòu)成斥力型徑向軸承,按極性相對裝配時則構(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。當轉(zhuǎn)子部件作徑向運動時,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)。

對于永磁軸承,當轉(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,至少在一個坐標上是不穩(wěn)定的。因此,對于永磁軸承系統(tǒng),至少要有一個方向上引入外力( 如電磁力、機械力、氣動力等)才能實現(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磁力軸承、被動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)。它兼顧了主動磁力軸承和被動磁力軸承的綜合特點。

混合式磁力軸承是利用永久磁鐵產(chǎn)生的磁場取代電磁鐵的靜態(tài)偏置磁場,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。此時兩氣隙處對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的吸力相等,即Fa=Fb。假設(shè)轉(zhuǎn)子受到一個向右的外干擾,轉(zhuǎn)子將偏離參考位置向右運動,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。由磁場吸力與磁通的關(guān)系可知,此時轉(zhuǎn)子所受吸力Fab。此時,傳感器檢測出轉(zhuǎn)子偏離參考位置的位移,控制器將這一-位移信號變換成控制信號傳給功率放大器,功率放大器將該控制信號變化成控制電流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。

當中φa+φd≥φb,-φd,即φd≥ (φb-φa) /2時,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)子受到一個向左的外來干擾并向左運動,則可得到相反的結(jié)論?;旌鲜酱帕S承的主動控制部分與全主動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,電磁鐵產(chǎn)生控制磁場,因此永磁偏置混合式磁力軸承具有以下優(yōu)點:

1)采用永久磁鐵提供偏置靜磁場,電磁鐵只是提供平衡負載或外界干擾的控制磁場,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)相對于主動磁力軸承減少許多,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,適合于微型化、體積小的應(yīng)用場合。



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