【壓縮機(jī)網(wǎng)】磁懸浮作為高端裝備技術(shù)快速發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)能源工業(yè)的全面發(fā)展，其核心技術(shù)是磁懸浮軸承部件廣泛應(yīng)用，優(yōu)點(diǎn)是無(wú)潤(rùn)滑、低摩擦、無(wú)污染等，成為動(dòng)力能源綠色轉(zhuǎn)型的重要力量。
磁懸浮的基本原理是利用磁場(chǎng)中“同性相斥、異性相吸”以電產(chǎn)磁，以磁鐵對(duì)抗地心引力，讓軸承懸浮起來(lái)，然后利用電磁力引導(dǎo)，推動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)。磁懸浮起源于德國(guó)，在我國(guó)近年來(lái)得到快速的轉(zhuǎn)換應(yīng)用，2019年5月23日中國(guó)時(shí)速600公里高速懸浮列車試運(yùn)行，讓流體機(jī)械行業(yè)看到新的希望。磁懸浮軸承由于其無(wú)接觸、無(wú)摩擦、無(wú)需潤(rùn)滑等特點(diǎn)，在降低能耗、減少噪音和延長(zhǎng)設(shè)備壽命等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。在空壓機(jī)行業(yè)，對(duì)壓縮空氣潔凈無(wú)油高品質(zhì)的要求下，該優(yōu)勢(shì)具有很大的應(yīng)用前景。
磁懸浮應(yīng)用技術(shù)仍有許多挑戰(zhàn)，首先，磁懸浮軸承系統(tǒng)集成復(fù)雜，涉及電磁學(xué)、傳感技術(shù)、電子控制等多個(gè)學(xué)科，對(duì)研發(fā)和使用方法提出較高要求；其次，產(chǎn)品多為定制化設(shè)計(jì)，難以形成標(biāo)準(zhǔn)化系列，此外承載能力、可靠性以及成本控制仍是影響其大規(guī)模推廣的重要因素。以離心式壓縮機(jī)為例，通過(guò)葉輪高速旋轉(zhuǎn)做功，高低速軸承及齒輪嚙合面均需要油膜潤(rùn)滑。高速電機(jī)直驅(qū)技術(shù)取消增速齒輪，運(yùn)動(dòng)部件減少，使得無(wú)油軸承成為可能，磁懸浮利用電磁力將轉(zhuǎn)子懸浮，實(shí)現(xiàn)無(wú)油無(wú)摩擦，無(wú)油潤(rùn)滑成為流體機(jī)械行業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)支撐。
磁懸浮技術(shù)分類：機(jī)電一體化控制技術(shù)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析、磁懸浮技術(shù)應(yīng)用、智能振動(dòng)控制技術(shù)等。磁懸浮技術(shù)：傳感器（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子位置）、功率放大器（輸出線圈電流）、控制器（實(shí)時(shí)校正控制）。
一、磁懸浮軸承的基本工作原理
磁懸浮軸承基本原理是利用電磁力實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)體的懸浮。當(dāng)旋轉(zhuǎn)體與支撐體之間沒(méi)有物理接觸時(shí)，兩者之間的摩擦力為零。從而降低了旋轉(zhuǎn)體的摩擦損耗，提高了旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)精度和壽命。磁懸浮軸承工作原理包括以下幾個(gè)步驟：
1、產(chǎn)生磁場(chǎng)：通過(guò)在支撐體上安裝永磁體或電磁線圈，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)。
2、懸浮：當(dāng)旋轉(zhuǎn)體與支撐體之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，旋轉(zhuǎn)體受到磁力作用，實(shí)現(xiàn)懸浮。
3、定位：通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向，使旋轉(zhuǎn)體在支撐體上實(shí)現(xiàn)精確的定位。
4、控制旋轉(zhuǎn)：通過(guò)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)體的啟動(dòng)、停止和旋轉(zhuǎn)速度控制。
二、磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)
磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：
1、旋轉(zhuǎn)體：旋轉(zhuǎn)體是磁懸浮軸承的核心部分，通常由金屬或非金屬材料制成，具有高精度和耐磨性。
2、支撐體：支撐體是磁懸浮軸承的固定部分，通常由永磁體或電磁線圈組成，產(chǎn)生磁場(chǎng)。
3、控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)體的懸浮和定位。
4、傳感器：傳感器用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的位置和速度，為控制系統(tǒng)提供反饋信號(hào)。
三、磁懸浮軸承的分類
1、按照懸浮原理分為：（1）電磁懸浮軸承：利用電磁力實(shí)現(xiàn)懸浮，包括電磁感應(yīng)懸浮和電磁力懸浮。（2）永磁懸浮軸承：利用永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)懸浮。（3）混合懸浮軸承：結(jié)合電磁懸浮和永磁懸浮的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)懸浮。
2、按照懸浮結(jié)構(gòu)分為：（1）徑向磁懸浮軸承：主要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的徑向懸浮。（2）軸向磁懸浮軸承：主要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的軸向懸浮。（3）徑向-軸向磁懸浮軸承：同時(shí)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的徑向和軸向懸浮。
3、按照控制方式分為：（1）開(kāi)環(huán)磁懸浮軸承：無(wú)反饋控制，懸浮精度較低。（2）閉環(huán)磁懸浮軸承：有反饋控制，懸浮精度較高。
四、磁懸浮軸承的性能要求
1、懸浮精度：磁懸浮軸承的懸浮精度應(yīng)滿足旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的精度要求，一般在±1um～±10um范圍內(nèi)。
2、懸浮穩(wěn)定性：磁懸浮軸承在懸浮狀態(tài)下應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，以保證旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。
3、載荷范圍：磁懸浮軸承的載荷范圍應(yīng)滿足不同負(fù)載要求，一般要求在0.1N～10N范圍內(nèi)。
4、工作轉(zhuǎn)速：磁懸浮軸承的工作轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速要求，一般在0～12000r/min范圍內(nèi)。
五、磁懸浮軸承的控制系統(tǒng)
1、磁場(chǎng)控制器：采用先進(jìn)的磁場(chǎng)控制器，實(shí)現(xiàn)磁懸浮軸承的實(shí)時(shí)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)，提高懸浮精度和穩(wěn)定性。它是磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的核心，其主要功能是根據(jù)傳感器反饋的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和處理、生成控制指令，以調(diào)整懸浮力。
2、力矩控制器：采用力矩控制器，實(shí)現(xiàn)磁懸浮軸承的實(shí)時(shí)力矩調(diào)節(jié)，滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩要求。
3、傳感器：作為磁懸浮控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)磁懸浮軸承的懸浮狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，為控制系統(tǒng)提供反饋信號(hào)，以懸浮間隙、懸浮力、旋轉(zhuǎn)速度等參數(shù)。常見(jiàn)的傳感器有位移傳感器、力矩傳感器、速度傳感器。
?。?）位移傳感器：位移傳感器用于測(cè)量懸浮間隙，常用的有霍爾傳感器、電磁傳感器等。霍爾傳感器具有響應(yīng)速度快、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，電磁傳感器則具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
?。?）力矩傳感器：力矩傳感器用于測(cè)量懸浮力，常用的有力敏電阻、應(yīng)變片等。力敏電阻具有輸出電磁信號(hào)好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)變片具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
?。?）速度傳感器：用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度，常用的有光電傳感器、磁電傳感器等。光電傳感器具有響應(yīng)速度快、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；磁電傳感器則具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
4、執(zhí)行器：作為磁懸浮軸承控制系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)部件，其主要功能是根據(jù)控制器的指令調(diào)整懸浮力，常見(jiàn)執(zhí)行器有電磁線圈、磁力線圈等。
?。?）電磁線圈：是通過(guò)改變電流大小和方向，產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)，從而調(diào)整懸浮力。電磁線圈具有響應(yīng)速度快、控制精度高、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
?。?）磁力線圈：磁力線圈通過(guò)改變電流的大小和方向，產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)，從而調(diào)整懸浮力。磁力線圈具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但響應(yīng)速度相對(duì)較慢。
六、磁懸浮離心空壓機(jī)核心參數(shù)，容積流量和標(biāo)準(zhǔn)容積流量
1、容積流量一般用Qv表示，即空壓機(jī)排氣口的實(shí)際空氣容積流量換算到標(biāo)準(zhǔn)吸氣狀態(tài)的體積流量，單位為m3/min或m3/h。用Q0表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)容積流量，表示空壓機(jī)容積流量經(jīng)過(guò)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的容積流量，流量單位通常為Nm3/min。在磁懸浮離心空壓機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目容積流量Qv和排氣壓力可以確定空壓機(jī)的型號(hào)。
2、磁懸浮電機(jī)及葉輪氣動(dòng)參數(shù)的變化
磁懸浮離心空壓機(jī)的進(jìn)氣壓力與空壓機(jī)所處的地區(qū)海拔有關(guān)，客戶要求排氣絕對(duì)壓力不變，會(huì)使磁懸浮離心空壓機(jī)的內(nèi)壓縮比增大，由于磁懸浮離心空壓機(jī)的排氣出口安裝有單向閥，因此，在離心空壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中靠葉輪把氣體篩出去是不存在內(nèi)壓縮比和外壓縮比不一致的情況。根據(jù)進(jìn)氣壓力、排氣壓力，計(jì)算出壓縮比，也是離心空壓機(jī)的壓縮比。
式中P2——絕對(duì)排氣壓力，MPa
P2G——相對(duì)排氣壓力，MPa
Ph——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，MPa
磁懸浮離心空壓機(jī)采用自潔式過(guò)濾器，可以忽略不計(jì)進(jìn)氣壓損，絕對(duì)吸氣壓力取當(dāng)?shù)卮髿鈮毫χ?，P1=Ph，由此，磁懸浮離心空壓機(jī)壓縮比表示：
在高原地區(qū)離心空壓機(jī)的壓比增大，在同樣用氣壓力的要求下，需要比標(biāo)準(zhǔn)工況更高轉(zhuǎn)速的磁懸浮電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)兩級(jí)葉輪進(jìn)行空氣的壓縮。根據(jù)壓縮比的在高原地區(qū)增大和空氣稀薄的熱物理參數(shù)，以及離心空壓機(jī)主機(jī)在工作過(guò)程中的葉頂泄漏、軸封泄漏、葉頂間隙等的影響，結(jié)合現(xiàn)有磁懸浮電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速，選擇盡可能高的轉(zhuǎn)速來(lái)匹配氣動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算出離心空壓機(jī)兩級(jí)葉輪的氣動(dòng)性能。
3、磁懸浮離心空壓機(jī)的優(yōu)勢(shì)
磁懸浮離心空壓機(jī)是一種采用磁懸浮技術(shù)的離心式空氣壓縮機(jī)，其核心技術(shù)在于采用主動(dòng)式磁懸浮軸承控制葉輪電機(jī)一體軸結(jié)構(gòu)高速穩(wěn)定無(wú)接觸運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)空氣被高效壓縮。
磁懸浮空壓機(jī)具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：
（1）100%無(wú)油。磁懸浮空壓機(jī)采用磁懸浮軸承，無(wú)需使用潤(rùn)滑油，避免了潤(rùn)滑油污染和潤(rùn)滑維護(hù)的問(wèn)題，保證輸出100%的無(wú)油壓縮空氣。
?。?）高效節(jié)能。采用離心式高效后彎葉輪，級(jí)間冷卻，是壓縮過(guò)程接近等溫壓縮。高速永磁同步電機(jī)軸承與葉輪直連，傳動(dòng)效率高。磁懸浮軸承沒(méi)有機(jī)械接觸和摩擦、軸承功率極低。
（3）更智能。采用先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)和優(yōu)化的控制算法，能夠根據(jù)實(shí)際工況自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和放空閥開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)恒壓穩(wěn)定運(yùn)行，并具備物聯(lián)網(wǎng)功能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷與控制。
?。?）可靠性高。采用主動(dòng)式磁懸浮軸承，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)摩擦運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)先懸浮后旋轉(zhuǎn)，提高了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，減少了維護(hù)成本。
?。?）可定制化?？梢愿鶕?jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，定制磁懸浮空壓機(jī)的性能參數(shù)，如流量、壓力、轉(zhuǎn)速等，以滿足特定的工業(yè)生產(chǎn)要求。
總之，磁懸浮離心式空壓機(jī)在一些對(duì)空氣質(zhì)量要求較高的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如制藥、食品、電子、化工、電解銅等行業(yè)，且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的持續(xù)增加，磁懸浮空壓機(jī)的優(yōu)勢(shì)將不斷顯現(xiàn)，其市場(chǎng)前景非常廣闊。
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磁懸浮的基本原理是利用磁場(chǎng)中“同性相斥、異性相吸”以電產(chǎn)磁，以磁鐵對(duì)抗地心引力，讓軸承懸浮起來(lái)，然后利用電磁力引導(dǎo)，推動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)。磁懸浮起源于德國(guó)，在我國(guó)近年來(lái)得到快速的轉(zhuǎn)換應(yīng)用，2019年5月23日中國(guó)時(shí)速600公里高速懸浮列車試運(yùn)行，讓流體機(jī)械行業(yè)看到新的希望。磁懸浮軸承由于其無(wú)接觸、無(wú)摩擦、無(wú)需潤(rùn)滑等特點(diǎn)，在降低能耗、減少噪音和延長(zhǎng)設(shè)備壽命等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。在空壓機(jī)行業(yè)，對(duì)壓縮空氣潔凈無(wú)油高品質(zhì)的要求下，該優(yōu)勢(shì)具有很大的應(yīng)用前景。
磁懸浮應(yīng)用技術(shù)仍有許多挑戰(zhàn)，首先，磁懸浮軸承系統(tǒng)集成復(fù)雜，涉及電磁學(xué)、傳感技術(shù)、電子控制等多個(gè)學(xué)科，對(duì)研發(fā)和使用方法提出較高要求；其次，產(chǎn)品多為定制化設(shè)計(jì)，難以形成標(biāo)準(zhǔn)化系列，此外承載能力、可靠性以及成本控制仍是影響其大規(guī)模推廣的重要因素。以離心式壓縮機(jī)為例，通過(guò)葉輪高速旋轉(zhuǎn)做功，高低速軸承及齒輪嚙合面均需要油膜潤(rùn)滑。高速電機(jī)直驅(qū)技術(shù)取消增速齒輪，運(yùn)動(dòng)部件減少，使得無(wú)油軸承成為可能，磁懸浮利用電磁力將轉(zhuǎn)子懸浮，實(shí)現(xiàn)無(wú)油無(wú)摩擦，無(wú)油潤(rùn)滑成為流體機(jī)械行業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)支撐。
磁懸浮技術(shù)分類：機(jī)電一體化控制技術(shù)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析、磁懸浮技術(shù)應(yīng)用、智能振動(dòng)控制技術(shù)等。磁懸浮技術(shù)：傳感器（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子位置）、功率放大器（輸出線圈電流）、控制器（實(shí)時(shí)校正控制）。
一、磁懸浮軸承的基本工作原理
磁懸浮軸承基本原理是利用電磁力實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)體的懸浮。當(dāng)旋轉(zhuǎn)體與支撐體之間沒(méi)有物理接觸時(shí)，兩者之間的摩擦力為零。從而降低了旋轉(zhuǎn)體的摩擦損耗，提高了旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)精度和壽命。磁懸浮軸承工作原理包括以下幾個(gè)步驟：
1、產(chǎn)生磁場(chǎng)：通過(guò)在支撐體上安裝永磁體或電磁線圈，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)。
2、懸浮：當(dāng)旋轉(zhuǎn)體與支撐體之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，旋轉(zhuǎn)體受到磁力作用，實(shí)現(xiàn)懸浮。
3、定位：通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向，使旋轉(zhuǎn)體在支撐體上實(shí)現(xiàn)精確的定位。
4、控制旋轉(zhuǎn)：通過(guò)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)體的啟動(dòng)、停止和旋轉(zhuǎn)速度控制。
二、磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)
磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)部分：
1、旋轉(zhuǎn)體：旋轉(zhuǎn)體是磁懸浮軸承的核心部分，通常由金屬或非金屬材料制成，具有高精度和耐磨性。
2、支撐體：支撐體是磁懸浮軸承的固定部分，通常由永磁體或電磁線圈組成，產(chǎn)生磁場(chǎng)。
3、控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)體的懸浮和定位。
4、傳感器：傳感器用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的位置和速度，為控制系統(tǒng)提供反饋信號(hào)。
三、磁懸浮軸承的分類
1、按照懸浮原理分為：（1）電磁懸浮軸承：利用電磁力實(shí)現(xiàn)懸浮，包括電磁感應(yīng)懸浮和電磁力懸浮。（2）永磁懸浮軸承：利用永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)懸浮。（3）混合懸浮軸承：結(jié)合電磁懸浮和永磁懸浮的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)懸浮。
2、按照懸浮結(jié)構(gòu)分為：（1）徑向磁懸浮軸承：主要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的徑向懸浮。（2）軸向磁懸浮軸承：主要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的軸向懸浮。（3）徑向-軸向磁懸浮軸承：同時(shí)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的徑向和軸向懸浮。
3、按照控制方式分為：（1）開(kāi)環(huán)磁懸浮軸承：無(wú)反饋控制，懸浮精度較低。（2）閉環(huán)磁懸浮軸承：有反饋控制，懸浮精度較高。
四、磁懸浮軸承的性能要求
1、懸浮精度：磁懸浮軸承的懸浮精度應(yīng)滿足旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的精度要求，一般在±1um～±10um范圍內(nèi)。
2、懸浮穩(wěn)定性：磁懸浮軸承在懸浮狀態(tài)下應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，以保證旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。
3、載荷范圍：磁懸浮軸承的載荷范圍應(yīng)滿足不同負(fù)載要求，一般要求在0.1N～10N范圍內(nèi)。
4、工作轉(zhuǎn)速：磁懸浮軸承的工作轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速要求，一般在0～12000r/min范圍內(nèi)。
五、磁懸浮軸承的控制系統(tǒng)
1、磁場(chǎng)控制器：采用先進(jìn)的磁場(chǎng)控制器，實(shí)現(xiàn)磁懸浮軸承的實(shí)時(shí)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)，提高懸浮精度和穩(wěn)定性。它是磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的核心，其主要功能是根據(jù)傳感器反饋的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和處理、生成控制指令，以調(diào)整懸浮力。
2、力矩控制器：采用力矩控制器，實(shí)現(xiàn)磁懸浮軸承的實(shí)時(shí)力矩調(diào)節(jié)，滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩要求。
3、傳感器：作為磁懸浮控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)磁懸浮軸承的懸浮狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，為控制系統(tǒng)提供反饋信號(hào)，以懸浮間隙、懸浮力、旋轉(zhuǎn)速度等參數(shù)。常見(jiàn)的傳感器有位移傳感器、力矩傳感器、速度傳感器。
?。?）位移傳感器：位移傳感器用于測(cè)量懸浮間隙，常用的有霍爾傳感器、電磁傳感器等。霍爾傳感器具有響應(yīng)速度快、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，電磁傳感器則具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
?。?）力矩傳感器：力矩傳感器用于測(cè)量懸浮力，常用的有力敏電阻、應(yīng)變片等。力敏電阻具有輸出電磁信號(hào)好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)變片具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
?。?）速度傳感器：用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度，常用的有光電傳感器、磁電傳感器等。光電傳感器具有響應(yīng)速度快、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；磁電傳感器則具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
4、執(zhí)行器：作為磁懸浮軸承控制系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)部件，其主要功能是根據(jù)控制器的指令調(diào)整懸浮力，常見(jiàn)執(zhí)行器有電磁線圈、磁力線圈等。
?。?）電磁線圈：是通過(guò)改變電流大小和方向，產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)，從而調(diào)整懸浮力。電磁線圈具有響應(yīng)速度快、控制精度高、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
?。?）磁力線圈：磁力線圈通過(guò)改變電流的大小和方向，產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)，從而調(diào)整懸浮力。磁力線圈具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但響應(yīng)速度相對(duì)較慢。
六、磁懸浮離心空壓機(jī)核心參數(shù)，容積流量和標(biāo)準(zhǔn)容積流量
1、容積流量一般用Qv表示，即空壓機(jī)排氣口的實(shí)際空氣容積流量換算到標(biāo)準(zhǔn)吸氣狀態(tài)的體積流量，單位為m3/min或m3/h。用Q0表示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)容積流量，表示空壓機(jī)容積流量經(jīng)過(guò)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的容積流量，流量單位通常為Nm3/min。在磁懸浮離心空壓機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目容積流量Qv和排氣壓力可以確定空壓機(jī)的型號(hào)。
2、磁懸浮電機(jī)及葉輪氣動(dòng)參數(shù)的變化
磁懸浮離心空壓機(jī)的進(jìn)氣壓力與空壓機(jī)所處的地區(qū)海拔有關(guān)，客戶要求排氣絕對(duì)壓力不變，會(huì)使磁懸浮離心空壓機(jī)的內(nèi)壓縮比增大，由于磁懸浮離心空壓機(jī)的排氣出口安裝有單向閥，因此，在離心空壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中靠葉輪把氣體篩出去是不存在內(nèi)壓縮比和外壓縮比不一致的情況。根據(jù)進(jìn)氣壓力、排氣壓力，計(jì)算出壓縮比，也是離心空壓機(jī)的壓縮比。
式中P2——絕對(duì)排氣壓力，MPa
P2G——相對(duì)排氣壓力，MPa
Ph——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，MPa
磁懸浮離心空壓機(jī)采用自潔式過(guò)濾器，可以忽略不計(jì)進(jìn)氣壓損，絕對(duì)吸氣壓力取當(dāng)?shù)卮髿鈮毫χ?，P1=Ph，由此，磁懸浮離心空壓機(jī)壓縮比表示：
在高原地區(qū)離心空壓機(jī)的壓比增大，在同樣用氣壓力的要求下，需要比標(biāo)準(zhǔn)工況更高轉(zhuǎn)速的磁懸浮電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)兩級(jí)葉輪進(jìn)行空氣的壓縮。根據(jù)壓縮比的在高原地區(qū)增大和空氣稀薄的熱物理參數(shù)，以及離心空壓機(jī)主機(jī)在工作過(guò)程中的葉頂泄漏、軸封泄漏、葉頂間隙等的影響，結(jié)合現(xiàn)有磁懸浮電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速，選擇盡可能高的轉(zhuǎn)速來(lái)匹配氣動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算出離心空壓機(jī)兩級(jí)葉輪的氣動(dòng)性能。
3、磁懸浮離心空壓機(jī)的優(yōu)勢(shì)
磁懸浮離心空壓機(jī)是一種采用磁懸浮技術(shù)的離心式空氣壓縮機(jī)，其核心技術(shù)在于采用主動(dòng)式磁懸浮軸承控制葉輪電機(jī)一體軸結(jié)構(gòu)高速穩(wěn)定無(wú)接觸運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)空氣被高效壓縮。
磁懸浮空壓機(jī)具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：
（1）100%無(wú)油。磁懸浮空壓機(jī)采用磁懸浮軸承，無(wú)需使用潤(rùn)滑油，避免了潤(rùn)滑油污染和潤(rùn)滑維護(hù)的問(wèn)題，保證輸出100%的無(wú)油壓縮空氣。
?。?）高效節(jié)能。采用離心式高效后彎葉輪，級(jí)間冷卻，是壓縮過(guò)程接近等溫壓縮。高速永磁同步電機(jī)軸承與葉輪直連，傳動(dòng)效率高。磁懸浮軸承沒(méi)有機(jī)械接觸和摩擦、軸承功率極低。
（3）更智能。采用先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)和優(yōu)化的控制算法，能夠根據(jù)實(shí)際工況自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和放空閥開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)恒壓穩(wěn)定運(yùn)行，并具備物聯(lián)網(wǎng)功能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷與控制。
?。?）可靠性高。采用主動(dòng)式磁懸浮軸承，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)摩擦運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)先懸浮后旋轉(zhuǎn)，提高了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，減少了維護(hù)成本。
?。?）可定制化?？梢愿鶕?jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，定制磁懸浮空壓機(jī)的性能參數(shù)，如流量、壓力、轉(zhuǎn)速等，以滿足特定的工業(yè)生產(chǎn)要求。
總之，磁懸浮離心式空壓機(jī)在一些對(duì)空氣質(zhì)量要求較高的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如制藥、食品、電子、化工、電解銅等行業(yè)，且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的持續(xù)增加，磁懸浮空壓機(jī)的優(yōu)勢(shì)將不斷顯現(xiàn)，其市場(chǎng)前景非常廣闊。
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