文档介绍：磁悬浮轴承
孟庆栋
导师:汪希平
轴承楼205室
一、磁悬浮轴承简介
二、电磁轴承工作原理及数学模型
三、电磁轴承的故障诊断
四、总结及展望
五、参考文献

所谓的磁悬浮轴承就是利用磁性原理使之没有机械接触的轴承。
从本质上说,任何一个磁悬浮问题,归纳起来就是一个磁浮轴承问题,其机理基本一致,研究方法也类似。磁浮轴承是利用磁场力将转子无接触地悬浮在空间的新型机电一体化轴承,它综合运用了机械学、转子动力学、电磁学、电子学、控制理论和计算机科学等多学科的知识,是一项高科技前沿技术。
磁悬浮轴承的分类
按磁场力的来源
电磁铁型
永久磁铁型
电磁铁和永久磁
铁混合型
二、电磁轴承工作原理及数学模型
定义:利用电场力、磁场力使轴悬浮的滑动轴承。
组成:实际使用的电磁轴承一般由径向轴承、推力轴承、伺服控制回路、阻尼器、速度传感器或位置传感器等组成。
分类:根据使轴承悬浮的力的来源的分类如右图所示。
静电轴承
组合式轴承
磁力轴承
电磁轴承
一个转子要实现完全的悬浮需在其五个自由度上施加控制力,即需要两个径向轴承和一个推力轴承。这样的三个磁力轴承和转子加上电子控制器就构成了一个完整的电磁轴承系统(简称AMBS)。一个完整的电磁轴承系统通常包括2个径向轴承和1个轴向轴承及其控制系统;每个径向轴承有2个自由度,每个轴向轴承有1个自由度,这样一个电磁轴承共有5个自由度。
电磁轴承的工作原理
单自由度电磁轴承工作原理
电磁轴承系统结构
在完整的电磁轴承系统中,电磁铁的作用是为保持转子在预定位置上的稳定悬浮提供电磁力。当转子中心发生偏移时,偏移量由位置信号传感器拾取后送到调节电路及功率放大电路,输出一个控制电压或电流,调节电磁铁的磁场力,使转子回到正常位置。
电磁轴承的优缺点
优点:电磁轴承因轴与轴承无直接接触,不需润滑,能在真空中和很宽的温度范围内工作,摩擦阻力小,不受速度限制(有的转速高达2300万转/分,线速度高达3倍音速),使用寿命长,结构可多样化。
缺点:静电轴承需要很大的电场强度,应用受到限制,只能在少数仪表中使用。
电磁轴承的应用
结合电磁轴承的优缺点,电磁轴承已经广泛应用于诸多领域,如超高速列车、超高速离心机、水轮发电机、空间飞行器的角动量飞轮、流量计、密度计、功率表、真空泵、精密稳流器和陀螺仪(利用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。)等。