1、磁懸浮軸承的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用研究一、磁懸浮技術(shù)概述磁懸浮，亦作磁浮，是運(yùn)用磁鐵“同性相斥，異性相吸” 的性質(zhì)，使磁鐵具有抗拒地心引力的能力，即“磁性懸浮”，從而使物件不受引力束縛自由浮動(dòng)，具有無(wú)接觸、無(wú)摩擦、 低能耗、低噪聲、無(wú)需潤(rùn)滑、維護(hù)費(fèi)用低、使用壽命長(zhǎng)、高 精度以及自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。磁懸浮技術(shù)是集電磁學(xué)、電 子技術(shù)、控制工程、信號(hào)處理、機(jī)械學(xué)、動(dòng)力學(xué)等為一體的 機(jī)電一體化綜合性較強(qiáng)的高新技術(shù)，具研究源于德國(guó)，早在 1922年德國(guó)工程師赫爾曼肯佩爾就提由了電磁懸浮原理， 并于1934年申請(qǐng)了磁懸浮列車(chē)的專利。1966年，美國(guó)科學(xué)家詹姆斯鮑威爾和戈登丹比提生了第一個(gè)具有實(shí)用性 質(zhì)的磁懸浮運(yùn)輸

2、系統(tǒng)，此后，德國(guó)、日本、美國(guó)、加拿大、 法國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家為提高交通運(yùn)輸能力以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展 需要加快籌劃磁懸浮運(yùn)輸系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。隨著電子技術(shù)、控制 工程、信號(hào)處理元器件、電磁理論及新型電磁材料的發(fā)展和 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的進(jìn)展， 磁懸浮技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。至2012年世界上已有三種類型的磁懸浮，一是以德國(guó)為代表的常導(dǎo) 電式磁懸浮，二是以日本為代表的超導(dǎo)電動(dòng)磁懸浮，這兩種 磁懸浮都需要用電力來(lái)產(chǎn)生磁懸浮動(dòng)力。第三種是中國(guó)的永 磁懸浮，它利用特殊的永磁材料， 不需要任何其他動(dòng)力支持。磁懸浮技術(shù)應(yīng)用范圍及其廣泛，涉及工業(yè)、民用及軍事 各個(gè)領(lǐng)域，磁懸浮產(chǎn)品涵蓋高速精密電主軸、磁懸浮飛輪電 池、磁懸浮人工心臟

3、泵，磁懸浮火車(chē)、衛(wèi)星、遠(yuǎn)程導(dǎo)彈的制導(dǎo)與姿態(tài)控制，軍事通訊用的ups航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高速轉(zhuǎn)子， 潛艇的振動(dòng)控制與傳動(dòng)噪音，坦克、裝甲車(chē)的動(dòng)力儲(chǔ)能、磁 懸浮冶煉、搬運(yùn)技術(shù)等。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外對(duì)磁懸浮技術(shù)的研究 熱點(diǎn)是磁懸浮軸承和磁懸浮列車(chē)，而應(yīng)用最廣泛的是磁懸浮 軸承。二、磁懸浮軸承及其類型磁懸浮軸承也稱電磁軸承或磁力軸承，是利用磁場(chǎng)力將 軸承無(wú)機(jī)械摩擦、無(wú)潤(rùn)滑的、懸浮在空間的一種新型高性能 軸承，其作為一種新穎的支撐部件，是繼油潤(rùn)滑、氣潤(rùn)滑之后軸承行業(yè)的又一次革命性變化，被譽(yù)為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的高新技術(shù)之一。磁懸浮軸承的原理是磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直，軸芯與 磁浮線平行，轉(zhuǎn)子的重量能夠固定在運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道

4、上，利用幾 乎是無(wú)負(fù)載的軸芯往反磁浮線方向頂撐，形成整個(gè)轉(zhuǎn)子懸空， 固定在特定運(yùn)轉(zhuǎn)軌道上。按照磁力的提供方式，磁懸浮軸承可分為三大類：(一)主動(dòng)磁浮軸承(Active Magnetic Bearing ,簡(jiǎn)稱AMB),軸承磁場(chǎng)是可控的，通過(guò)傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)軸的位置， 由控制系統(tǒng)對(duì)電磁鐵電流進(jìn)行主動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定 懸浮。(二)被動(dòng)磁浮軸承 (Passive Magnetic Bearing ,簡(jiǎn) 稱PMB)軸承部分自由度由超導(dǎo)磁體或永磁體來(lái)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)懸 浮支承。(三)混合磁浮軸承(Hybrid Magnetic Bearing ,簡(jiǎn)稱HMB),軸承的機(jī)械結(jié)構(gòu)中既包含了可控的電磁鐵，又包 含了提供

5、偏置磁場(chǎng)的超導(dǎo)磁體或永磁體。同時(shí)，按磁場(chǎng)力的來(lái)源分類，可以分為永久磁鐵型、電磁鐵和永久磁鐵混合型以及純電磁鐵型三種；按受控的自由 度數(shù)可以分為單自由度型、二自由度型和五自由度型；按利 用的磁場(chǎng)力類型可分為吸力型和斥力型。三、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀（一）國(guó)外研究現(xiàn)狀利用磁力使物體處于無(wú)接觸懸浮狀態(tài)的設(shè)想由來(lái)已久， 早在1842年，Earnshow就證明：?jiǎn)慰坑谰么朋w是不能將 一個(gè)鐵磁體在所有 6個(gè)自由度上都保持在自由穩(wěn)定的懸浮 狀態(tài)的。然而，真正意義的磁懸浮研究是從本世紀(jì)初利用電 磁相吸原理的磁懸浮車(chē)輛研究開(kāi)始的。目前在國(guó)外磁懸浮軸承研究領(lǐng)域比較活躍的科研院校 有瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院、美國(guó)的維吉尼亞大學(xué)和馬

6、里蘭大學(xué)、 英國(guó)的Sussex大學(xué)以及日本東京大學(xué)和千葉大學(xué)等。經(jīng)過(guò) 近30年的發(fā)展，目前國(guó)外磁懸浮軸承已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)應(yīng) 用階段。不僅將磁懸浮軸承應(yīng)用于航天部門(mén)、核工業(yè)部門(mén)， 而且已迅速應(yīng)用到軍事部門(mén)和基礎(chǔ)工業(yè)部門(mén)的數(shù)百種不同 的旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械上，如衛(wèi)星慣性飛輪、能量?jī)?chǔ)存飛輪、 姿態(tài)控制飛輪、火箭引擎透平泵、高速磨床、高速銃車(chē)、高 速車(chē)床、高速電動(dòng)機(jī)、離心機(jī)、透平壓縮機(jī)和真空泵等。（二）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)在磁懸浮軸承領(lǐng)域的研究工作始于20世紀(jì)70年代,起步較晚，目前主要處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，產(chǎn)業(yè)化方面剛剛 起步。以自主開(kāi)發(fā)等方式在磁懸浮軸承方面做過(guò)大量研究工 作的科研單位主要有清華大學(xué)、西安

7、交通大學(xué)、上海大學(xué)、 哈爾濱工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、山東大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、天 津大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西安理工大學(xué)等。清華大學(xué) 作為我國(guó)最早從事磁懸浮軸承研究的單位之一。2004年實(shí)現(xiàn)了數(shù)控高速磁軸承轉(zhuǎn)速近50000r/min ,并且自行研制的磁懸浮軸承已經(jīng)被應(yīng)用在WM隔溫氣冷堆氨氣透平發(fā)電項(xiàng)目上。2008年,清華大學(xué)與浙江飛旋公司合作研 發(fā)的基于交叉反饋控制的FS450型分子泵磁懸浮軸承是我國(guó)第一個(gè)成功應(yīng)用于磁懸浮軸承技術(shù)的產(chǎn)品，這一技術(shù)的突破 了國(guó)外的長(zhǎng)期壟斷，是繼法國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、加拿大等少數(shù) 發(fā)達(dá)國(guó)家之后，我國(guó)成為擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁懸浮軸承制 造技術(shù)的國(guó)家。南京航空航天大學(xué) 是目前國(guó)

8、內(nèi)磁懸浮軸承研究領(lǐng)域中 較活躍的單位之一，也是國(guó)內(nèi)電磁懸浮領(lǐng)域中研究成果較多 的高校。2009年，研制生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)第一臺(tái)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁 懸浮豉風(fēng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速達(dá)到 40000r/min,額定功率70kW，在 污水處理廠成功連續(xù)運(yùn)行，并于 2010投入量產(chǎn)，其產(chǎn)品不僅 可節(jié)能15%降耗80蛆上，而且價(jià)格也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外同類產(chǎn) 品。山東大學(xué)磁懸浮軸承工程技術(shù)研究中心與中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外心血管病醫(yī)院合作，2009年成功研制由國(guó)內(nèi)首臺(tái)軸 流式可控磁懸浮人工心臟泵樣機(jī)，解決了磁懸浮人工心臟泵 開(kāi)發(fā)研究中的基礎(chǔ)性難題。四、磁懸浮軸承的工作原理及技術(shù)特點(diǎn)（一）工作原理磁懸浮軸承工作的基本原理：通過(guò)位置傳感器檢測(cè)

9、轉(zhuǎn) 子的軸偏差信號(hào)，將該信號(hào)送入控制器，通過(guò)功率放大器 控制電磁鐵中的電流，從而產(chǎn)生電磁力的變化使轉(zhuǎn)子懸浮 于規(guī)定的位置。磁懸浮軸承是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電耦合系統(tǒng)。若要求轉(zhuǎn)子能 穩(wěn)定的懸浮在規(guī)定的位置上，就需對(duì)它的五個(gè)自由度進(jìn)行控制，這就要求有兩個(gè)徑向軸承和一個(gè)軸向軸承，構(gòu)成一個(gè)完 整的磁懸浮軸承系統(tǒng)。磁懸浮軸承由轉(zhuǎn)子、傳感器、控制器和執(zhí)行器四部分組 成，它們之間沒(méi)有機(jī)械式的相互接觸。電機(jī)的定子固定在殼 體上，轉(zhuǎn)子則懸浮著旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子懸浮所必須的力由磁場(chǎng)提供。 在這種磁懸浮的軸承支撐中，支撐轉(zhuǎn)子的磁懸浮力由電流經(jīng) 電磁調(diào)解來(lái)控制，使轉(zhuǎn)子可以懸浮并保持在所希望的位置處。 通過(guò)這種電磁懸浮的軸承支撐使得轉(zhuǎn)

10、子的震動(dòng)大大減少，甚 至能平衡、補(bǔ)償轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，從而真正實(shí)現(xiàn)電泵無(wú)震動(dòng)旋 轉(zhuǎn)。磁懸浮系統(tǒng)關(guān)鍵組件為：1 .機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)由軸、軸承的定轉(zhuǎn)子、電機(jī)的定 轉(zhuǎn)子和機(jī)座組成。徑向軸承電磁鐵（定子）采用導(dǎo)磁性能優(yōu) 良的硅鋼片制作，軸向推力軸承以及推力盤(pán)部分用電工純鐵 制做。軸承電磁鐵及轉(zhuǎn)子材料除了要有良好的磁性能外，還 應(yīng)足一定的機(jī)械性能。2 .控制器?？刂破魇钦麄€(gè)磁懸浮軸承的核心，其性能決 定了磁懸浮軸承的好壞。它的作用是對(duì)傳感器檢測(cè)到的位置 偏差信號(hào)進(jìn)行適度的運(yùn)算，使得轉(zhuǎn)子有高精度的定位，而且 在外力的干擾作用下，能通過(guò)迅速而恰當(dāng)?shù)碾娏髯兓罐D(zhuǎn)子 回到基準(zhǔn)位置。3 .位置傳感器。磁懸浮系統(tǒng)的重

11、要組成部分，用于檢測(cè) 轉(zhuǎn)子的偏離位置，其要求是：非接觸式；能夠抑制噪聲、磁 場(chǎng)干擾；線性范圍大、靈敏度高；穩(wěn)定性好。（二）技術(shù)特點(diǎn)1 .允許轉(zhuǎn)子達(dá)到很高的轉(zhuǎn)速 。磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子可以在 超臨界、每分鐘數(shù)十萬(wàn)轉(zhuǎn)的工況下運(yùn)行，其圓周速度只受轉(zhuǎn) 子材料強(qiáng)度的限制。通常在相同的軸頸直徑下，磁懸浮軸承支承的轉(zhuǎn)子能達(dá)到的轉(zhuǎn)速比滾動(dòng)軸承支承的轉(zhuǎn)子大約高2倍,比滑動(dòng)軸承支承的轉(zhuǎn)子大約高 3倍。2 .摩擦功耗小。在10000 r/min時(shí)，磁懸浮軸承的功耗 大約只有流體動(dòng)壓潤(rùn)滑軸承的 6%,滾動(dòng)軸承的17%。3 .維護(hù)成本低，壽命長(zhǎng)。由于磁懸浮軸承是靠磁場(chǎng)力來(lái) 懸浮軸頸，相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間沒(méi)有接觸，不存在摩擦、磨

12、損 和接觸疲勞產(chǎn)生的壽命問(wèn)題，而電子元器件的可靠性在額定 工作條件下大大高于機(jī)械零部件，所以磁懸浮軸承的壽命和 可靠性均遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)軸承。4 .無(wú)需潤(rùn)滑。不存在潤(rùn)滑劑對(duì)環(huán)境的污染。在真空、超 凈無(wú)菌室和禁止?jié)櫥瑒┙橘|(zhì)污染的應(yīng)用場(chǎng)合，磁懸浮軸承具 有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。在一般應(yīng)用場(chǎng)合，由于省掉了潤(rùn)滑油的 存儲(chǔ)、過(guò)濾、冷卻、循環(huán)等設(shè)施，在價(jià)格和占有空間位置上 也具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。五、磁懸浮軸承應(yīng)用現(xiàn)狀（一）磁懸浮軸承應(yīng)用領(lǐng)域由于磁懸浮軸承具有諸多優(yōu)點(diǎn)，使得它在各個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在新能源領(lǐng)域，如飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)（FESS）（又稱飛輪電池或機(jī)電電池）；在機(jī)床領(lǐng)域，集機(jī)床主軸與電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子于一體的電主

13、軸得到迅速發(fā)展，磁懸浮軸承電主軸以其高轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)壽命等突生優(yōu)點(diǎn)引起業(yè)內(nèi)關(guān)注；在動(dòng)力領(lǐng)域，如離心壓縮機(jī)、分子渦流泵、汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)等大型設(shè)備上也得 到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，磁懸浮軸承還被廣泛用于空間技術(shù)、核 工業(yè)、軍事領(lǐng)域、基礎(chǔ)工業(yè)部門(mén)及其他高技術(shù)領(lǐng)域，其應(yīng)用 產(chǎn)品具有高速度、高精度、自動(dòng)化、或低速重載、或真空潔 凈環(huán)境且旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)等特點(diǎn)，應(yīng)用較多的產(chǎn)品如衛(wèi)星導(dǎo) 航系統(tǒng)中的飛輪、陀螺儀，航空發(fā)動(dòng)機(jī)、高性能的真空泵、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、離心泵、分子泵、低溫泵、渦輪機(jī)以及數(shù) 控機(jī)床、高速銃床、高精度磨床、機(jī)器人、大型水輪發(fā)動(dòng)機(jī)、 人工心臟泵、污水處理裝置等。表1能夠采用磁懸浮軸承的旋轉(zhuǎn)機(jī)械空間工業(yè)機(jī)床工業(yè)輕工業(yè)

14、重工業(yè)1.人造衛(wèi)星的1.高速加工電1.透平分子真1.壓縮機(jī)和鼓慣性和陀螺飛主軸空泵風(fēng)機(jī)輪2.高精度工件2.X射線管2.泵2.人造衛(wèi)星圖夾3.離心機(jī)3.膨脹機(jī)和能片復(fù)印設(shè)備3.大直徑磨床4.轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡量回收透平機(jī)3.低溫透平泵4.高精度車(chē)床主軸4.汽輪機(jī)和燃4.航空發(fā)動(dòng)機(jī)5.小型低溫壓氣輪機(jī)縮機(jī)5.發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)1.磁懸浮軸承在飛輪電池中的應(yīng)用磁懸浮飛輪是一種機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品，其主要關(guān)鍵技術(shù)包括磁軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制技術(shù)?，F(xiàn)代飛輪電池使用 復(fù)合材料飛輪和主動(dòng)被動(dòng)組合磁懸浮支承系統(tǒng)，支承高速旋 轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子，已實(shí)現(xiàn)了飛輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速60000r/min以上，放電深度達(dá)75%X上，可用能量密度大約為

15、 44Wh/kg,最高的已 達(dá)到944Wh/kg,而銀氫電池的能量密度僅有11-13.2Wh/kg,放電最大深度不能超過(guò)40%飛輪電池的優(yōu)勢(shì)十分明顯，市場(chǎng)空間相當(dāng)廣闊。在電力工業(yè)方面，能用于電力質(zhì)量和電網(wǎng)負(fù)載調(diào)節(jié)；在汽車(chē)工業(yè)方面，用于電動(dòng)汽車(chē)和一些軍事車(chē)輛1旋轉(zhuǎn)機(jī)械是指主要依靠旋轉(zhuǎn)動(dòng)作完成特定功能的機(jī)械，典型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械有汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、離心式和軸流式壓縮機(jī)、 風(fēng)機(jī)、泵、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)等， 廣泛應(yīng)用于電力、 石化、冶金和航空航天等部門(mén)。的動(dòng)力源，部分或完全取代內(nèi)燃機(jī)；在國(guó)防工業(yè)方面，既能用于衛(wèi)星和航天器的動(dòng)力源，又能用于電磁炮和電熱化學(xué)炮的發(fā)射助力器等。2 .磁懸浮軸承在電主軸中的

16、應(yīng)用電主軸是最近幾年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域由現(xiàn)的將機(jī)床主軸 與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)，而軸承決定了電主軸所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速，為使電主軸在高轉(zhuǎn)速下延長(zhǎng)壽命，開(kāi)展了氣浮軸承電主軸、靜壓軸承電主軸和磁懸浮軸承電主軸方面 的研究，其中磁懸浮軸承電主軸由于具有高轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)壽命等 突生優(yōu)點(diǎn)引起業(yè)內(nèi)關(guān)注。法國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家已有數(shù)百 臺(tái)機(jī)床成功應(yīng)用了磁懸浮軸承電主軸，如SKF公司、IBAG公司、S2M公司以及SEIKO公司都有磁懸浮軸承電主軸由售。 隨著控制技術(shù)、材料科學(xué)、電力電子技術(shù)等的飛速發(fā)展，磁懸浮軸承性能的提高和成本不斷降低，磁懸浮軸承會(huì)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到工業(yè)中去。3 .磁懸浮軸承在多電發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用多電

17、發(fā)動(dòng)機(jī)(More-electric Gas Turbine Engine) 是未 來(lái)高性能、高推重比的新概念航空發(fā)動(dòng)機(jī) ，美歐從20世紀(jì)90 年代以來(lái)相繼開(kāi)展了預(yù)研，并逐步進(jìn)入工程應(yīng)用。用磁懸浮 軸承取代傳統(tǒng)的滾動(dòng)軸承是多電發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一。采 用磁懸浮軸承是取消傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)的前提條件 將簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)的多元能量形式架構(gòu)，簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承腔、密封裝置和密封增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)工作可靠性、節(jié)省運(yùn)行和維護(hù)成本。國(guó)際上已將磁懸浮軸承列為21世紀(jì)先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵高新技術(shù)之一。目前歐共體和美 國(guó)投入了大量的資金，期望占領(lǐng)這個(gè)航空高技術(shù)領(lǐng)域的制高 點(diǎn)°(二)磁懸浮軸承主要

18、企業(yè)1 .國(guó)外主要企業(yè)目前，磁懸浮軸承技術(shù)在國(guó)際上已逐漸走向成熟，已有 幾十家與磁懸浮軸承產(chǎn)品相關(guān)的設(shè)計(jì)和制造公司，如瑞士的 MECOS>f、法國(guó)的 S2M公司(已被瑞典的SKF公司收購(gòu))和 舊AG公司、加拿大的 RE-VOLV松司、德國(guó)的LEVITEC公司、 芬蘭的ABS公司、俄羅斯的 OKBM司、美國(guó)的 NASAF口日本 精工等，其技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度比較高，已有超過(guò)幾十萬(wàn) 臺(tái)磁懸浮軸承成功應(yīng)用在了水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等 300多個(gè) 領(lǐng)域。(1)瑞士 Mecos公司作為世界數(shù)字控制主動(dòng)磁軸承的一流供應(yīng)商，Mecos公司是具有24年的磁懸浮軸承設(shè)計(jì)歷史。其產(chǎn)品主要包括： 透平豉風(fēng)機(jī)，透平

19、增壓泵、透平發(fā)電機(jī)、透平分子泵上的主 動(dòng)磁浮軸承。表2 Mecos公司最新發(fā)布的透平機(jī)系列產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)品名稱具體技術(shù)指標(biāo)透平二氧化 碳空氣循環(huán) 鼓風(fēng)機(jī)軸承直徑 48mm,轉(zhuǎn)子質(zhì)量 3.6kg,轉(zhuǎn)速54000r/min,電機(jī)功率 12kW透平發(fā)電機(jī)軸承直徑 110mm，轉(zhuǎn)子質(zhì)量 110kg,轉(zhuǎn)速32000r/min,電機(jī)功率 450kW透平增壓菜轉(zhuǎn)速24000r/min,電機(jī)功率800W透平分子泵轉(zhuǎn)速為 24000-50000r/min, 轉(zhuǎn)子功率達(dá)到 1400kWt(2)瑞典SKF公司SKF公司認(rèn)為磁懸浮軸承可達(dá)到更高的圓周速度 ，并在天然氣處理流程中直接運(yùn)行 ，是更簡(jiǎn)單、更緊湊、無(wú)干氣密封

20、的整合型壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的理想技術(shù)之選。其收購(gòu)的法國(guó)S2M公司是世界公認(rèn)的磁懸浮軸承應(yīng)用的領(lǐng)軍企業(yè)，已生產(chǎn)由應(yīng) 用電磁懸浮軸承的透平機(jī)械包括：用于天然氣處理的透平膨 脹機(jī)，用于天然氣輸送的壓縮機(jī)， 用于天然氣儲(chǔ)存的壓縮機(jī)， 用于發(fā)電的透平機(jī)，用于乙烯生產(chǎn)的膨脹透平機(jī)等。目前已 有超過(guò)700個(gè)渦輪機(jī)磁懸浮軸承在天然氣的上游、中游和下 游中使用。2011年，SKF公司與TA-T0IL公司簽署世界首臺(tái) 海底天然氣磁懸浮壓縮機(jī)合同，旨在使位于北海的 Asgard氣 田海底壓縮站在2014年投入運(yùn)行，之后將從氣田里提取更多 天然氣。市場(chǎng)上超過(guò)12000個(gè)渦輪分子真空泵(主要用于半導(dǎo)體工業(yè))現(xiàn)在使用的是SKF提

21、供的磁懸浮軸承系統(tǒng)組件。(3)芬蘭ABS公司芬蘭ABS公司的HST高速磁懸浮離心豉風(fēng)機(jī)，主要用于 污水處理廠和工業(yè)低壓工藝。 性能范圍：流量700-10000m3/h; 升壓范圍：40-125kPa,其最新推由的也是最先進(jìn)的HST40現(xiàn)在流量可達(dá)16000m/h,而且壓力可變。它的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在其效 率，比目前市場(chǎng)上其它豉風(fēng)機(jī)相比可高由10%(4)其他相關(guān)企業(yè)麥克維爾空調(diào)公司 于2003年1月在美國(guó)正式向全球發(fā)布了世界上第一臺(tái)采用磁懸浮離心式壓縮機(jī)150t水冷式冷水機(jī)組WFC并順利通過(guò)美國(guó)制冷空調(diào)與供暖協(xié)會(huì)認(rèn)證，作為世界領(lǐng)先水平的磁懸浮空調(diào)，能達(dá)到67dB的超低運(yùn)行噪聲， 而且不斷推由性能優(yōu)越的磁

22、懸浮新產(chǎn)品。2013年，麥克維爾將正式向中國(guó)及亞太地區(qū)發(fā)布其第二代磁懸浮機(jī)組。美國(guó)江森自控于2011年正式在中國(guó)市場(chǎng)推由YMC21懸浮變頻離心式冷水機(jī)組。YMC2勺制冷量為700-1400kW,它集合了江森自 控的最先進(jìn)的核心技術(shù)YMC2可以顯著提高機(jī)組的滿負(fù)荷和部分負(fù)荷效率，比常規(guī)離心式機(jī)組提高10%上,實(shí)現(xiàn)卓越的全天候運(yùn)行效率。江森自控約克在磁懸浮離心機(jī)領(lǐng)域也是目 前市場(chǎng)中唯一能夠做到 3500kW的企業(yè)。2.國(guó)內(nèi)主要企業(yè)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)對(duì)磁懸浮軸承研究起步較晚、 加之受制于國(guó)外技術(shù)保密等原因，與國(guó)外還存在較大差距， 但仍在風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用中取得了重大突破，涌現(xiàn)由海爾、南京

23、磁谷科技、天津飛旋科技等與磁懸浮軸承產(chǎn)品 相關(guān)的企業(yè)。(1)海爾集團(tuán)2006年，中國(guó)第一臺(tái)磁懸浮中央空調(diào)在海爾問(wèn)世。其磁 懸浮中央空調(diào)巳經(jīng)成功在深圳招商地產(chǎn)總部辦公大樓、河南 南陽(yáng)龍?chǎng)螄?guó)際大酒店、洛陽(yáng)凱芙建國(guó)酒店、世茂集團(tuán)北京世 茂工三期項(xiàng)目、北京地鐵房山線、香港北大嶼山醫(yī)院等多個(gè) 建筑和工程項(xiàng)目上通過(guò)了長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行考驗(yàn)。2009年，海爾研發(fā)由第二代磁懸浮離心機(jī)組；2010年底，海爾研發(fā)由中國(guó)第一臺(tái)風(fēng)冷磁懸浮機(jī)組;2011年，水源熱泵磁懸浮在海爾問(wèn)世。2012年以來(lái)，海爾加快磁懸浮變頻離心機(jī)技術(shù)的研發(fā) 和應(yīng)用，并成立國(guó)內(nèi)首個(gè)磁懸浮變頻離心機(jī)專家顧問(wèn)委員會(huì)。(2)南京磁谷科技有限公司南京磁谷科

24、技有限公司是一家從事大功率高速驅(qū)動(dòng)設(shè) 備以及高速高效一體化流體機(jī)械研制的專業(yè)公司，公司主要 產(chǎn)品包括磁懸浮教學(xué)儀器、磁懸浮離心式豉風(fēng)機(jī)、五自由度 磁懸浮軸承系統(tǒng)等。其與高校共同研發(fā)生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)第一臺(tái)自 主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁懸浮豉風(fēng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速40000r/min,額定功 率70kW,額定流量40m3/min,額定升壓60kPa,在污水處理廠 成功連續(xù)運(yùn)行，被科技部和環(huán)保部列入國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃 項(xiàng)目。并于2010下半年投入量產(chǎn)，其產(chǎn)品不僅可節(jié)能 15% 降耗80%上，價(jià)格也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外同類產(chǎn)品。（3）天津飛旋科技研發(fā)有限公司天津飛旋科技研發(fā)有限公司是國(guó)內(nèi)首家從事磁懸浮軸 承產(chǎn)品研發(fā)和推廣的高科技企業(yè)，

25、為國(guó)內(nèi)磁軸承行業(yè)領(lǐng)軍企 業(yè)。該公司擁有三項(xiàng)磁懸浮軸承關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)明專利；研發(fā) 由國(guó)內(nèi)第一臺(tái)磁力軸承真空分子泵，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)真空行業(yè)的 空白，并與西子奧的斯、南京磁谷科技、北京中科科儀等國(guó) 內(nèi)外多家知名企業(yè)建立了戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。其自主研發(fā)生產(chǎn)的 大功率高速電機(jī)磁懸浮軸承直徑不到1米，功率達(dá)200千瓦，可應(yīng)用于航空航天、艦船、海上鉆井平臺(tái)等，整機(jī)比傳統(tǒng)技 術(shù)節(jié)能40蛆上，目前已開(kāi)始規(guī)?；a(chǎn)，并加快實(shí)現(xiàn)磁懸 浮產(chǎn)品系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)劃 5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)年銷(xiāo)售電磁軸承 1 萬(wàn)套，年產(chǎn)值達(dá)到 10億元。六、磁懸浮軸承的發(fā)展方向（一）超導(dǎo)磁懸浮軸承超導(dǎo)磁懸浮軸承的體積很小，卻有很大的承載能力。這 方面的研究進(jìn)展在很大程度上依賴于超導(dǎo)材料的進(jìn)展。高溫 超導(dǎo)陶瓷材料由于其固有的屬性及具體加工技術(shù)的原因，實(shí)際應(yīng)用十分有限，還需有很大的突破。（二）無(wú)傳感器磁懸浮軸承最近幾年，結(jié)合磁懸浮軸承和無(wú)傳感器檢測(cè)兩大研究 領(lǐng)域的最新研究成果，誕生了一個(gè)全新的研究方向一一無(wú)傳 感器的磁懸浮軸承。它不需