一種磁懸浮軸承式汽車發(fā)電機

周炳強

摘 要：一種磁懸浮軸承式汽車發(fā)電機，將傳統(tǒng)汽車發(fā)電機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)電機高速運轉給發(fā)電機軸承帶來的磨損和噪音，延長了汽車發(fā)電機的使用壽命。

關鍵詞：磁懸浮工作原理 技術應用 實用價值

中圖分類號：TM35 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0095-01

隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車新技術，新配置不斷涌現(xiàn)，隨著磁懸浮軸承技術的越來越成熟，磁懸浮技術被應用到各個技術領域，鐵路，機械，交通等等，磁懸浮技術應用于汽車方面很多，一種磁懸浮軸承式汽車發(fā)電機就是應用了磁懸浮技術，將傳統(tǒng)汽車發(fā)電機軸承替換成磁懸浮軸承，延長了汽車發(fā)電機的使用壽命，采用該技術主要是與一種汽車尾氣排放過程中，利用尾氣轉能的技術相配套，一種磁懸浮軸承式發(fā)電機，將發(fā)電機原來的普通軸承替換成磁懸浮軸承，解決了發(fā)電機高速運轉給發(fā)電機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，延長了發(fā)電機的使用壽命，同時沒有了金屬摩擦，發(fā)電機轉子轉速更快，動能流失更少，更能保證發(fā)電機的發(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子懸浮于空中，使轉子與定子之間沒有機械接觸。其原理是磁感應線與磁浮線成垂直，軸芯與磁浮線是平行的，所以轉子的重量就固定在運轉的軌道上，利用幾乎是無負載的軸芯往反磁浮線方向頂撐，形成整個轉子懸空，在固定運轉軌道上。與傳統(tǒng)的滾珠軸承、滑動軸承以及油膜軸承相比，磁軸承不存在機械接觸，轉子可以運行到很高的轉速，具有機械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優(yōu)點，特別適用于高速、真空、超凈等特殊環(huán)境中。磁懸浮事實上只是一種輔助功能，并非是獨立的軸承形式，具體應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為簡單磁懸浮系統(tǒng)，它是由轉子、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。假設在參考位置上，轉子受到一個向下的擾動，就會偏離其參考位置，這時傳感器檢測出轉子偏離參考點的位移，作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信號。然后功率放大器將這一控制信號轉換成控制電流，控制電流在執(zhí)行磁鐵中產(chǎn)生磁力，從而驅動轉子返回到原來平衡位置。因此，不論轉子受到向下或向上的擾動，轉子始終能處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。

2 磁懸浮軸承汽車發(fā)電機

磁懸浮軸承汽車發(fā)電機采用斥力磁懸浮軸承，安裝在發(fā)電機轉子是兩端，利用磁場力將發(fā)電機轉軸懸浮在磁場中，使發(fā)電機轉軸在空間中無機械接觸，無磨損的旋轉，轉子可以在超臨界轉速，每分鐘數(shù)十萬轉，并且降低能耗和噪音，無需進行軸承潤滑，無油污染，使用壽命長。由于發(fā)電機是以發(fā)動機尾氣帶動渦輪葉片及發(fā)電機軸高速轉動，發(fā)電機軸徑項不受力，不會發(fā)生懸浮轉子‘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，包括發(fā)電機連軸節(jié)，發(fā)電機轉子軸，斥力磁懸浮軸承，發(fā)電機轉子，定子，發(fā)電機殼，連接線束，功率放大器，控制模塊，傳感器，發(fā)電機轉子軸通過發(fā)電機連軸節(jié)與發(fā)動機尾氣渦輪軸連接，斥力磁懸浮軸承與發(fā)電機轉子軸兩端連接，傳感器固定在發(fā)電機前后端蓋上，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 結語

磁懸浮軸承技術，在國內外一些領域實現(xiàn)了應用，如透平機，膨脹機，壓縮機等等，本技術實用于任何機動車輛，機械的發(fā)電裝置，由于采用磁懸浮軸承后，發(fā)電機轉子轉動阻力減小，沒有金屬摩擦，發(fā)電機幾乎沒有噪音，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，延長發(fā)電機的使用壽命。endprint