電磁軸承,利用電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力使軸懸浮的滑動(dòng)軸承。
電磁軸承的原理與磁懸浮列車(chē)類(lèi)似。磁懸浮列車(chē)是一種現代高科技軌道交通工具,它通過(guò)電磁力實(shí)現列車(chē)與軌道之間的無(wú)接觸的懸浮和導向,再利用直線(xiàn)電機產(chǎn)生的電磁力牽引列車(chē)運行,減少了摩擦力。
電磁軸承通過(guò)位置傳感器檢測軸的位置偏差信號,將信號送到控制器,通過(guò)功率放大器來(lái)控制電磁鐵的電流,從而產(chǎn)生電磁力的變化使主軸懸浮于規定的位置。
電磁軸承的優(yōu)缺點(diǎn)
1)轉速高
電磁軸承允許轉子高速旋轉,其轉速主要受材料強度的限制,可以在超臨界,每分鐘數十萬(wàn)轉的工況下工作,而且轉子的回轉精度已經(jīng)達到微米級甚至更高,這是普通機械軸承遠遠達不到的轉速和精度。
2)功耗低
由于電磁軸承沒(méi)有機械接觸,幾乎沒(méi)有摩擦力,克服摩擦力的功耗很低。在轉速為10000 r/min時(shí),其功耗只有機械軸承的15%左右。
3)維護成本低、壽命長(cháng)
由于電磁軸承無(wú)接觸、無(wú)磨損,對運動(dòng)表面之間無(wú)接觸,不產(chǎn)生機械摩擦和接觸疲勞,解決了機械部件損耗和壽命問(wèn)題,而且電子元器件的可靠性在很大程度上高于傳統的機械零部件。
4)無(wú)需潤滑
電磁軸承不需要潤滑,省掉了潤滑系統等裝置,即節省了空間又不存在潤滑系統對環(huán)境的污染問(wèn)題。
5)能在真空中和很寬的溫度范圍內工作,結構可多樣化。
1)靜電軸承需要很大的電場(chǎng)強度,應用受到限制。
2)控制器是關(guān)鍵,如何設計一個(gè)結構簡(jiǎn)單、性能良好、調試方便的控制器是技術(shù)的難點(diǎn)。
3)如何評估加工制造誤差對電磁控制的影響也是個(gè)難點(diǎn)。
4)如何控制轉子的失穩,需要進(jìn)一步的研究和應用中得到經(jīng)驗。
目前,電磁軸承已經(jīng)廣泛應用于諸多領(lǐng)域,如超高速列車(chē)、超高速離心機、水輪發(fā)電機、空間飛行器的角動(dòng)量飛輪、流量計、密度計、功率表、真空泵、精密穩流器和陀螺儀等。