一、磁悬浮电机简述
磁悬浮技术的英文名称为Magnetic suspension technique,它的定义是利用磁场力使物体沿着一个轴或几个轴保持在一定位置的技术措施。
磁悬浮技术的系统,是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成,其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上,转子受到一个向下的扰动,就会偏离其参考位置,这时传感器检测出转子偏离参考点的位移,作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号,然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流,控制电流在执行磁铁中产生磁力,从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此,不论转子受到向下或向上的扰动,转子始终能处于稳定的平衡状态。
磁悬浮因不存在机械接触,具有以下优点:*,完全无磨损、无污染,可在真空和腐蚀性介质中长期使用;第二,完全无机械摩擦,功耗小、噪声低、效率高,不需润滑和密封,可用于高速工程,解决高速机械设计中的润滑和能耗问题。
二、磁悬浮发展历程
磁悬浮技术起步比较早,在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮的原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。1970年以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。
1922年赫尔曼·肯佩尔提出的电磁悬浮原理使得在过去三四十年来,磁悬浮技术无论是车辆性能还是运行控制技术,很多难题都已经得到解决,研制的不少设备达到了*初设想的技术水平。超导技术的发展以及设备制造工艺和系统建设水平的提高,使磁悬浮技术的应用能力得到了更快的提升。
三、磁悬浮技术分类
按线圈导体属性,可分为常导型和超导型;按悬浮原理,可分为电磁悬浮系统和电动悬浮系统;从原理上,可分为常导磁吸型和超导磁斥型。我国利用特殊的永磁材料,不需要任何其他动力支持,被称为永磁悬浮。
四、磁悬浮技术应用
1、磁悬浮轴承
传统磁悬浮轴承需要5到10个非接触式位置传感器来检测转子的位移。但由于传感器的存在,使得轴向尺寸变大、系统的动态性能降低、成本高、可靠性低。同时传感器的高价格也限制了其在工业上的推广。近几年,结合磁悬浮轴承和无传感器检测两大研究领域的*新成果,诞生了一个全新的研究方向,即无传感器的磁悬浮轴承。
2 磁悬浮列车
磁悬浮列车因不需接触轨道,可以高速运行,超过500km/h,而且具有运行平稳、舒适,易于实现自动控制,无噪音、无有害的废气排出等众多优点。
我国磁悬浮列车已投入实际使用中,如上海虹桥机场磁悬浮专线。但因目前成功过高,暂时实现自负盈亏的能力较弱,暂时限制了其大范围的推广使用。
3 磁悬浮工作台
磁悬浮是一种可实现长行程、超精密运动控制精度的较为理想方式,能够满足现在对加工和测量装备精度不断提高的要求。
4 磁悬浮离心式鼓风机
磁悬浮离心式鼓风机是风机的一种,它是讲磁悬浮技术和高速电机技术融入传统风机之中所形成的一种高效、节能、环保的新型鼓风机,广泛应用于工厂、矿井、隧道等通风;城市污水处理;风洞风源等工业项目中。
5 磁悬浮潜水电泵
磁悬浮潜水电泵是世界潜水电泵领域的重大突破,有效解决了传统潜水电泵的种种弊端:如转换效率偏低、耗电过高、扬程受限、轴承易损、检修频繁等。广泛应用于工矿企业的供排水、农田灌溉及高原、山区供水等领域。
6 风轮储能
磁悬浮技术运用方向之一,磁悬浮技术运用在飞轮储能电机上,可以大大提高其能量利用效率,工业和汽车行业均有其应用空间。
7 新能源商用车
商用车永磁电机维护成本高,转速无法上去,如果磁悬浮技术能运用上去,可以把商用车永磁电机转速提高2到3倍,电机重量降低很多,效率也比较高,而且可以实现免维护,并且车载电源为直流电源,磁轴承可直接取电。