具有磁轴承的新型性能水平

磁性轴承的概念已经存在至少100年。然而，对于许多年来，这是大学实验和研究的东西。然而，由于计算能力改善所以具有在商业应用中使用磁轴承的可行性。

磁性轴承技术的进展跟随计算机技术的演变。电子和软件的改进使得能够更好地监控和控制运动。磁性轴承技术一直是这种技术改进的受益者，以及某些应用的原因变得更加可能受益于磁轴承。特别是对于工业机械，日益环境的影响和能源成本成为最重要的优先事项。在这些应用中，磁轴承可以提供更高的速度操作，具有更高的可靠性和效率。

然而，磁轴承不仅仅是传统滚动元件或流体膜轴承设计的替代品。它们比这更复杂，但对于正确的应用，值得投资。为了将磁性轴承技术应用于应用，它确实为与磁性轴承供应商密切合作的机器设计师采取大量工作。

为了利用磁轴承的性能优势，可以将它们与高速无刷直流电机或永磁电机相结合。两种技术的组合会产生协同效应，允许更高的速度操作。

优点
也许磁轴承最大的好处是它们以极高的速度旋转的能力。轴承本身受到材料强度的限制为180m / s的外周速度限制。对于特殊应用，可以将此限制增加到200米/秒，具有更多的异国材料。另一个因素是轴承几乎无摩擦的性能，其是漂浮在无接触磁场上的转子的直接结果。移动机械部件的消除也意味着轴承系统不需要润滑，这使其成为操作的非常干净的系统。所有这些因素都使磁轴承高度可靠，这大幅降低了维护要求。即使在高速运行期间，磁轴承系统也具有低振动水平，以及低可听噪声水平。

横截面视图显示典型的磁轴承系统，轴向和径向轴承与位置传感器一起。

由于这些原因，磁轴承可以帮助您实现之前无法实现的性能水平。如果您已在具有传统解决方案中达到这些区域中的任何一个的性能限制，那么您应该考虑磁性轴承技术。

他们如何工作
磁轴承基本上是一种轴承系统，提供非接触操作，几乎消除了旋转机械系统的摩擦。磁性轴承系统具有多个部件。机械部件由电磁铁，位置传感器和转子组成。电子设备由一组功率放大器组成，可将电流供电到电磁铁。控制器适用于位置传感器，该位置传感器提供反馈以控制转子在间隙内的位置。

位置传感器寄存在轴（转子）的位置的变化。该位置的这种变化被传递回到处理器的处理器，并且控制器决定应该是必要的响应，然后启动对放大器的响应。然后，这种响应应该增加相应的电磁铁中的磁力，以使轴恢复到中心。在典型的系统中，径向间隙可以为0.5至1mm。

这个过程一遍又一遍地重复。对于大多数应用，采样率为每秒10,000次，或10 kHz。采样率很高，因为环路本质上是不稳定的。随着转子靠近磁体，力增加。系统需要连续地调节来自电磁铁的磁力强度，以将转子保持在所需位置。

监测
也可以主动监测磁性轴承系统，因此显着降低了维护成本。

这里示出了一般磁原理。轴位置的变化由发送到处理器的位置传感器登记。
然后，控制器将必要的响应发送到放大器，该放大器增加了相应电磁铁中的磁力以使轴返回中心。

除了位置，电流或力轨道的实时表示之外，监测系统还可以提供实时快照的位置，电流和频率域中的力。警报日志还可以在异常事件的两侧捕获所有系统变量，而趋势工具可以记录用于短期或长期趋势的变量。

这种主动监测系统采用磁轴承自动可用的信息，并在有用的界面中呈现。这有助于您不仅可以提高机器可靠性，而且最终充分利用您的系统。您可以根据您的了解和记录您的过程做出更好的决策。你能够衡量的是什么，你能够改进。在此处，您可以在您的过程中捕获测量以帮助拍摄和改进设置。

磁轴承在石油和天然气行业的高度可靠性，磁性轴承特别适合。事实上，磁性轴承技术最早应用的一个是天然气工业中，仍有几十年在该领域运行的机器，没有任何可靠性问题。随着管道中的更多的能量可以将磁轴承的高速能力提高现场机器的效率可以递送到最终用途部位。

在一个应用程序中涉及涡轮机，代替独立的径向和轴向轴承，这种设计将轴向和径向轴承结合到一个盒单元中。
对称轴承位于PM电动机的每一端。

最近，涉及冷却涡轮机的应用构成了为工业冷却器的制冷剂提供安静和有效压缩的挑战。使用滚动元件轴承和单速感应电动机涉及的传统解决方案。然而，磁性轴承设计提供了容纳大型操作范围的无油半密封单元的优势，速度范围为12,000至40,000 rpm，包括浪涌条件。通过可变速度驱动器的无油离心式压缩机通过齿轮/流体动力学设计将部分负载和全负荷能效增加至少10％。除了通过提供内置监控而减少维护之外，磁性轴承设计还降低了噪声水平并提供无振动操作。

在工程交流中讨论这一点：

SKF USA Inc.
www.skf.com.

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