周炳強(qiáng)

摘 要：一種磁懸浮軸承式汽車發(fā)電機(jī)，將傳統(tǒng)汽車發(fā)電機(jī)軸承替換成磁懸浮軸承，由于磁懸浮軸承不與軸直接接觸，沒有金屬間的磨損，解決了發(fā)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)給發(fā)電機(jī)軸承帶來的磨損和噪音，延長(zhǎng)了汽車發(fā)電機(jī)的使用壽命。

關(guān)鍵詞：磁懸浮工作原理 技術(shù)應(yīng)用 實(shí)用價(jià)值

中圖分類號(hào)：TM35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（c）-0095-01

隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車新技術(shù)，新配置不斷涌現(xiàn)，隨著磁懸浮軸承技術(shù)的越來越成熟，磁懸浮技術(shù)被應(yīng)用到各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，鐵路，機(jī)械，交通等等，磁懸浮技術(shù)應(yīng)用于汽車方面很多，一種磁懸浮軸承式汽車發(fā)電機(jī)就是應(yīng)用了磁懸浮技術(shù)，將傳統(tǒng)汽車發(fā)電機(jī)軸承替換成磁懸浮軸承，延長(zhǎng)了汽車發(fā)電機(jī)的使用壽命，采用該技術(shù)主要是與一種汽車尾氣排放過程中，利用尾氣轉(zhuǎn)能的技術(shù)相配套，一種磁懸浮軸承式發(fā)電機(jī)，將發(fā)電機(jī)原來的普通軸承替換成磁懸浮軸承，解決了發(fā)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)給發(fā)電機(jī)軸承帶來的磨損和噪音，由于磁懸浮軸承不與軸直接接觸，沒有金屬間的磨損，延長(zhǎng)了發(fā)電機(jī)的使用壽命，同時(shí)沒有了金屬摩擦，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速更快，動(dòng)能流失更少，更能保證發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。

1 磁懸浮軸承的工作原理

磁懸浮軸承（Magnetic Bearing）是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空中，使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機(jī)械接觸。其原理是磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直，軸芯與磁浮線是平行的，所以轉(zhuǎn)子的重量就固定在運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道上，利用幾乎是無負(fù)載的軸芯往反磁浮線方向頂撐，形成整個(gè)轉(zhuǎn)子懸空，在固定運(yùn)轉(zhuǎn)軌道上。與傳統(tǒng)的滾珠軸承、滑動(dòng)軸承以及油膜軸承相比，磁軸承不存在機(jī)械接觸，轉(zhuǎn)子可以運(yùn)行到很高的轉(zhuǎn)速，具有機(jī)械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長(zhǎng)、無需潤(rùn)滑、無油污染等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于高速、真空、超凈等特殊環(huán)境中。磁懸浮事實(shí)上只是一種輔助功能，并非是獨(dú)立的軸承形式，具體應(yīng)用還得配合其它的軸承形式，例如磁懸浮+滾珠軸承、磁懸浮+含油軸承、磁懸浮+汽化軸承等等。

磁懸浮軸承原理

圖1為簡(jiǎn)單磁懸浮系統(tǒng)，它是由轉(zhuǎn)子、傳感器、控制器和執(zhí)行器4部分組成，其中執(zhí)行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。假設(shè)在參考位置上，轉(zhuǎn)子受到一個(gè)向下的擾動(dòng)，就會(huì)偏離其參考位置，這時(shí)傳感器檢測(cè)出轉(zhuǎn)子偏離參考點(diǎn)的位移，作為控制器的微處理器將檢測(cè)的位移變換成控制信號(hào)。然后功率放大器將這一控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制電流，控制電流在執(zhí)行磁鐵中產(chǎn)生磁力，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子返回到原來平衡位置。因此，不論轉(zhuǎn)子受到向下或向上的擾動(dòng)，轉(zhuǎn)子始終能處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。

2 磁懸浮軸承汽車發(fā)電機(jī)

磁懸浮軸承汽車發(fā)電機(jī)采用斥力磁懸浮軸承，安裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是兩端，利用磁場(chǎng)力將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸懸浮在磁場(chǎng)中，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸在空間中無機(jī)械接觸，無磨損的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子可以在超臨界轉(zhuǎn)速，每分鐘數(shù)十萬轉(zhuǎn)，并且降低能耗和噪音，無需進(jìn)行軸承潤(rùn)滑，無油污染，使用壽命長(zhǎng)。由于發(fā)電機(jī)是以發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣帶動(dòng)渦輪葉片及發(fā)電機(jī)軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)軸徑項(xiàng)不受力，不會(huì)發(fā)生懸浮轉(zhuǎn)子‘墜落現(xiàn)象，斥力磁懸浮軸承，有較高的矯頑力以克服同性相斥引起的退磁現(xiàn)象。磁懸浮軸承式汽車發(fā)電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)連軸節(jié)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸，斥力磁懸浮軸承，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，定子，發(fā)電機(jī)殼，連接線束，功率放大器，控制模塊，傳感器，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸通過發(fā)電機(jī)連軸節(jié)與發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣渦輪軸連接，斥力磁懸浮軸承與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸兩端連接，傳感器固定在發(fā)電機(jī)前后端蓋上，并通過連接線束與控制模塊連接，控制模塊通過連接線束與功率放大器連接（圖2）。

3 結(jié)語

磁懸浮軸承技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外一些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用，如透平機(jī)，膨脹機(jī)，壓縮機(jī)等等，本技術(shù)實(shí)用于任何機(jī)動(dòng)車輛，機(jī)械的發(fā)電裝置，由于采用磁懸浮軸承后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)阻力減小，沒有金屬摩擦，發(fā)電機(jī)幾乎沒有噪音，工作更平穩(wěn)，由于磁懸浮軸承不與軸直接接觸，軸承沒有磨損，更不需要更換軸承，延長(zhǎng)發(fā)電機(jī)的使用壽命。endprint