磁悬浮主机在各行各业的应用案例大全

第一篇：磁悬浮主机在各行各业的应用案例大全

磁悬浮主机在各行各业的应用案例大全

电机转轴和叶轮组件通过数字控制的磁轴承系统（包含一个轴向轴承和两个径向轴承）在旋转过程中悬浮，完全消除金属与金属之间的接触，不会磨损表面，磁轴承上的定位传感器则为电机转子提供每分钟高达600万次的实时重新定位，以确保精确定位。

磁悬浮机组的特点： 1.节能高效，运行费用低

机组采用磁悬浮压缩机技术、直流变频控制技术、无油润滑等先进技术，产品能效比有了很大提高，机组部分负荷最高能效比达26 2.稳定可靠 维保费用低

压缩机部件采用航空合金材料和航空发动机涡轮设计，运行更安全稳定；抗喘震；磁悬浮多机头产品，运行可靠性高；无油运行，完全避免常规压缩机轴承的高摩擦损失；压缩机由航空等级的铝制铸件和高强度的热塑电子外壳制造而成，使用寿命比普通机组长15年； 3.安装简单 施工费用低 无需软启动器，在节省数十万元变压设备的同时，对电网无冲击；无油路系统，免维护，降低运营成本 4.性能卓越，高效舒适

采用磁悬浮变频压缩机，机组可实现2%—100%负荷连续智能调节，出水温度控制精度±0.1℃，温度波动小，舒适性高。5.静音无振动

运动部件在磁悬浮作用下完全悬浮，压缩机内完全无摩擦，结构振动接近0，无须昂贵的减震配件 6.绿色环保

采用环保型冷媒R134a，对臭氧层损耗为0，属正压型冷媒，避免系统混入空气的危险。

工业领域磁悬浮主机应用案例： 工业生产行业特点：

传统工业生产需要舒适空调系统和工艺空调，其主要特点是：超大的冷量供应，满足工业生产的冷却要求；机组具有超高的可靠性；运营成本要降到最低，实现对能源的高效利用率； 行业需求：

1.温度要求高：生产工艺冷水需要高温冷水，要求水温5-20℃ 2.运行时间长：运转时间长，只要有生产就要运转，一般为全年运转 3.节能：冷水需求量大，费用高，要求主机节能，能够帮助提高客户产品竞争力

4.可靠性：高可靠性需求

5.维保：快速专业的售后服务，易于维修，节约运行维护成本

经典案例：昆山柏承科技股份有限公司 改造背景：

柏承电子原采用4台螺杆机组，年运行300天24小时不间断运行，2016年总电量为549万KWh。改造方案：

在不影响正常生产的前提下，用3台海尔磁悬浮离心机组代替原有的螺杆机组，2个月顺利完成改造。改造效益：

1.改造后节能率达60%以上。

2.磁悬浮机组冬季制冷，主机负荷率20%，COP高达23% 其他效益：

1.获得2017年度苏州市财政B类新型工业化和节能扶持专项资金

2.斩获EMCA“2017年度合同能源管理优秀项目”，心日源由此成为江苏省唯一一家连续多年获此奖项的节能公司。其他磁悬浮技术应用案例：

昆山联坤电子科技有限公司 项目背景：

联坤电子主要经营范围包括生产新型电子元器件（混合集成电路等）、柔性线路板等，其空调系统已运行十多年。项目实施：

——设备更新/系统优化/能耗监测 项目成效：

——年节约费用约200万 商业综合体行业特点：

商业综合体包括餐饮连锁、体育馆、广场、商铺等在我们生活中很重要的场所，希望得到最舒适惬意的购物体验，使用磁悬浮中央空调，能从容应对商业综合体量大、功能复杂、设备运行时间长、负荷大等痛点。行业需求：

1.节能，降低运营费用 2.空调设计必须满足室内装潢的需要

3.某些场合热水需求量大，且空调跟热水同时使用 4.关注品牌、成本及服务

5.人流量大、使用负荷变化起伏巨大

苏州独墅湖体育馆： 项目背景：

独墅湖体育馆位于苏州独墅湖科教创新区内，占地65亩，总建筑面积3万平方米。体育场分为东西两大体育场馆，东场馆空调系统已运行十多年，空调效果已不能满足场馆使用需求。项目实施：

——设备更新/系统优化/能耗监测 项目成效：

——年节能效益高达60%

吴江盛泽广场

背景：湖滨花园空调改造项目是盛泽地标性建筑-国际大厦的空调机房节能改造工程，制冷面积约6万平方米，集金融、贸易、办公、商业中心于一体的综合型商业中心，设备运行十余年，效率低下，高温时无法满足运行负荷需求，年能耗费用高达300多万。

改造技术：以磁悬浮机组代替溴化锂主机；本项目所应用机组为国内单机最大的磁悬浮制冷机组（850冷吨）。

节能成效：年节约费用约100万，能效比高达7.82（传统为3-4）。酒店行业特点：

据悉，高耗能一直困扰我国酒店业的发展，我们酒店业的能耗指标为13.3%左右，其中暖通空调占能源消耗的最大份额为42%，生活热水为29%，具体表现在以下几点：

1.白天人少，夜间人多；热水用量大，能耗高

2.季节性入住率变化大，空调主机经常处在部分负荷及较低负荷情况下运行 3.不同功能区域（客房区、会议室等）对空调的使用时间和要求不同

苏州建屋酒店 项目背景：

苏州建屋酒店地处苏州市工业园区金鸡湖商业广场，建筑总面积约2万平方米，原有客房170间，现计划增至230间，空调系统运行已十余年，夏季能耗高达80万。项目实施：

——设备更新/系统优化/能耗监测 项目成效：

——年节能效益高达51% 自成立以来，心日源一直致力于建筑能耗系统的整体解决方案，持续引进国内外先进节能技术和坚持自主研发并举，不断探索新的节能模式，已成功为众多业主实现了降低能耗、节约资源的诉求。而今心日源和拥有磁悬浮核心技术的海尔集团达成战略伙伴关系，依托于海尔集团在磁悬浮技术、品牌、市场各领域的核心优势，为能耗单位提供最前沿的节能产品，极大的保障节能效益，助力于企业节能减负和实现区域节能减排目标。

第二篇：电子商务在各行各业的应用

电子商务在各行各业的应用

作者：厦门又一城

随着互联网的迅猛发展，电子商务已经成为人们关注的新型商务方式。互联网对人类社会发展具有革命性的影响。近年来，电子商务已运用到各行各业。文章主要介绍电子商务在食品、农业、物流和服装行业中的应用及其发展优势。

电子商务是通过网络技术的应用，快速而且有效的进行各种商务活动的全新方法。它的出现给全国人民乃至全世界人类发展都带来方便。

1、中国食品行业电子商务应用现状

食品行业在我国国民经济中占有举足轻重的地位，2009年10至5月份中国食品工业总产值实现1.82万亿元产值，14.6%的增速，高出全国工业增加值增速6.57个百分点。尽管在金融风暴的冲击下，我国经济增速放缓，但视频产业荏苒保持强大定力，逆势上升。由此可见食品产业所面对的巨大市场。从2000年开始，以信息化和网络经济为代表的全球新经济飞速发展，吸引了各个行业商家的眼球，引领着各个行业的经营理念，食品产业同样在这场变革中引入了电子商务的经营模式。网络作为第四媒体，其具有一定的特殊性。网络不仅具有广泛的宣传范围，而且还具有操作上的互动性以及数据传输的及时性。网络在最大程度上缩减了交易的成本，缩短了交易的时间，扩大了客户群，加快了信息流通速度，俨然已经成为了联系生产者及消费者的最方便的桥梁。企业和用户实现了直接接轨，屏蔽了多级中间商。对于食品行业从事电子商务企业的运营方式，目前有B To B、B To C和C To C三种模式，目前网络市场的主要形式则是B To B。尽管互联网时代的到来为大型食品企业和中小型食品企业在不同的方面都带来了新的商机，但是食品行业的特殊性值得企业家们的特别关注。食品行业是与老百姓日常生活关系最密切的、相关企业最多的、投入最大的行业之一。而且就目前中国食品行业的现状而言，在规模及管理上都存在着巨大差异。因此选择恰当的经营模式是各企业成功发展的重要环节。电子商务可能为一个企业创造巨大商机和财富，也可能成为一个企业增加开销，造成资源浪费的源头。

2.电子商务在现代农业方面的应用

一、以电子商务发展农业，有利于加速农业信息流通

通过建立电子商务网站，利用电子商务强大的网络功能，就可以跨越时间和地域的障碍，使农产品供需双方及时沟通，使农业生产者能够及时了解市场信息，根据市场需求，情况合理组织生产，以避免因产量和价格的巨大波动带来的效益部稳定，降低农业生产风险。

二、发展农业电子商务，有利于拓宽农产品销售渠道

通过建立电子商务网站，构建网上交易平台，可以实现农产品流通的规模化、组织化。这样一方面可以使交易双方处于信息对等的地位，避免了因信息不对称而造成的利益损失；另一方面，还提供一种新的农产品销售渠道和方式，让供求双方最大可能的直接进行交易，可减少交易环节，降低交易成本。

3、电子商务在物流业的应用

一流的服务——物流企业的追求

电子商务的发展不仅使得企业与企业之间能直接交易而且他们的信息能相互直接流通与共享，于是敏捷制造或柔性生产便如鱼得水了。要做到这一点，整个物流系统包括外购材料供应物流与产品配送物流必须快速、稳定、准确地进行，而在经济全球化、生产专业化的今天，物流环节通常要涉及到跨国运输，经过海运、陆运、空运等不同的运输方式以及运输、装卸、仓储、包装、流通加工、信息流通等各种物流环节，要求其能在准确的时间、准确的地点以准确的数量、完好的质量、适当的价格将原材料送到生产车间，产品递交给客户。整个运输过程中，外购材料和产品都能被实时跟踪。要做到这一切，生产商只需与物流服务商在网上完成运输合同即可，其它全交给物流服务商去完成。这对物流服务商来说，既是挑战又是机遇。

配送体系——支撑物流企业

电子商务模式下，需求商与供应商、消费者与生产商直接交易虽然少了中间环节从而降低了成本，但却产生了这样一个问题：由于需求商往往需要多批次、少批量的货物，而消费者所购的更是少而单一，而且供求双方所在地也不知是在天涯还是海角，所以要想快速、低廉地将产品交付，除非供需双方距离很近，否则是绝难做到的，解决这个问题的办法是建立一整套能够进行集成化、规模化的运输配送体系来完成。像国内几大集装箱吞吐量大港，就应该建有这样的物流基地，物流基地内应根据货物类别或发送地区分为几大物流园区，物流园区内建有现代化的高层立体仓库。物流基地与物流基地间应有固定的货物班列或集装箱班列。此外各网之间的大大小小的节点之间应有数据捕获系统，如条形码技术，以对货物进行跟踪。建立这样的配送体系后，就能很好地满足顾客需求了。

把物流融入商务平台——物流服务的网络化

物流企业要尽快融入电子商务平台。进行网络规划，建立起合理的网络配送体系。在建立网络配送体系时，既要注意将自身的规划纳入宏观物流体系中，又要特别重视与当前仓储企业的合作，与铁路、航空部门的合作也至关重要。建立高效化的物流网络信息系统。信息系统还对各条供应链进行、分析、整合，在运输节点或物流中心将零散的单点货物信息进行汇集，使得各条线路运输规模化，为物流系统产生更大的效益。建立物流网络的电子商务系统。物流企业要融人电子商务的发展，其自身必须也能开展电子商务，这就必须企业建立电子商务系统。该系统能自动完成所有与运输货物相关的业务操作，这意味着该系统应首先完成与货主企业、银行、税务、保险、商检、海关、码头等的联网，然后建有网站或网络平台以标准格式支持数据传输与处理。

4、电子商务在中国纺织服装的应用

（1）网民数量和网购人数迅猛增加电子商务的发展离不开信息技术的发展和网络普及,网络的普及造就了一定数量的网民,而一定数量网民是实现电子商务的前提和保证。根据中国互联网络信息中心最新统计:2009年上半年我国网民规模已达3.38亿,继续领跑全球互联网;其中,使用手机上网的网民也已达到1.55亿,约占我国网民总数的一半(46%)。值得注意的,面对金融危机的影响,互联网交易应用得到了迅速发展。网络购物的用户规模在经济危机中逆势上扬,达到8788万,半年增加了近1400万用户,而网上支付用户半年使用率增加4.8个百分点。

（2）网商数量数量增长迅速

阿里巴巴集团研究中心发布的报告称:截至2009年上半年,中国网商数量已经扩大至6300万,社会经济影响力也越来越大。主流的电子商务网站如淘宝网等,已成为近年来最受欢迎的创业平台之一。据不完全统计,2008年9月以后的一段时间里,每天新增的网店超过5000家。

（3）服装电子商务交易规模

根据艾瑞咨询的调研数据:2008年网络购物用户在网上购买最多的产品为服装鞋帽类,占比64.9%。并且2008年中国时尚商品网络购物交易额实现了高增长, 环比增长136.8%达到274.6亿元,这主要是因为服装服饰类商品已发展成为网购交易第一大类商品,用户需求旺盛。艾瑞咨询预计,包括服饰、化妆品等在内的时尚商品的需求未来会持续旺盛,时尚商品网络购物交易额09年有望实现接近翻倍的增长。

（4）服装电子商务服务网站数量

据中国电子商务研究中心相关调查数据显示,截止到2009年6月,我国规模以上电子商务网站总量已经达12282家。其中,B2B电子商务服务企业有5320家,B2C、C2C与其他非主流模式企业达6962家,特别是自进入2008年来,呈现出高速增长、乃至井喷之势。在行业分布中,纺织服装行业所在比重最大,为14.32%。

网络的最大特点就是能够突破时空的界限传递全面的信息。在信息网络化迅速发展的今天，电子商务已成为主流的商业活动，是经济的重要手段。目前其应用已初见成效。现在各国都在积极发展电子商务，所以人们对电子商务应用的发展前景是毋庸置疑的。电子商务不仅是一种工具，更是一种新型的商务模式，能促进社会发展。相信在不久的将来，网上购物将是发展最快的产业，电子商务将成为人类生活中一个不可缺少的重要组成成分。

第三篇：磁悬浮技术在汽车工程中的应用分析

磁悬浮技术在汽车工程中的应用分析

摘要：电磁悬浮系统具有较好的可控性，永磁悬浮系统具有良好的非线性刚度特性，且具有使用寿命长、技术实施要求不高、无噪声、无污染等优点。本文综述和分析了磁悬浮技术在汽车主动悬架、汽车减振器、汽车座椅、救护车担架中的应用，提出了一些需要思考和解决的问题，并展望了磁悬浮技术在汽车工程中应用的前景。

关键词：磁悬浮 汽车 应用前言

磁悬浮是在没有接触性约束的条件下，在磁力作用下，使物体在空间处于稳定的一种状态。由于它具有非接触、无摩擦、无污染等特征，使其在工程中的应用场合显示出极大的优越性，近年来倍受工程技术人员关注。

按悬浮方式分，如图1 所示，磁悬浮机构可分为排斥式和吸引式两种类型。排斥悬浮的优点是对应于负荷上下位置比较稳定，但为防止其侧向移动而需垂直导向；吸引悬浮的优点是左右位置比较稳定，但上下位置不能调整，左右位置需导向。按动力来源分，磁悬浮机构可分为电磁悬浮和永磁悬浮两种类型。电磁悬浮系统是通过控制电磁铁的电流来达到控制间隙、悬浮物体的目的。目前，磁悬浮产品的研制尚主要限于超导技术、电磁技术范畴，其在振动控制中亦主要用于主动隔振。随着超导技术的飞速发展，磁悬浮列车已步入实用化阶段，磁悬浮轴承在工业中获得了越来越广泛的应用。但因电磁悬浮系统需要较强的动力供给，控制系统较复杂，技术水平要求较高且价格昂贵，从而限制了其在工程中的应用。永磁悬浮系统是利用永磁体的磁感现象以及永磁体之间的斥力和引力来达到悬浮的目的。20 世纪70 年代以来，永磁材料的应用范围日益扩大。目前，永磁材料已进入第三代，并在磁性材料的研究上取得了重要突破。Nd-Fe-B系永磁材料被称为现代磁王，其潜在磁能积的理论值高达525.4KJ/m3，能推起相当于自身重量640 倍的重物，而一般铁氧体也能推起相当于自重120 倍的重物。由于永磁悬浮系统具有技术实施及维修保养水平要求不高、成本较低等优点，其在工程中的应用愈来愈广泛。

图1 磁悬浮机构悬浮方式原理示意图

目前，成熟的磁悬浮系统在汽车工程中的应用较少，但磁悬浮技术在磁悬浮列车中的应用给我们带来了启示：既然采用磁场作为弹性介质的磁悬浮列车比采用钢板弹簧和螺旋弹簧的旧式列车有更好的减振性能，那么将磁悬浮技术应用于汽车也应当有类似的结果。因而，一些有识之士已开始探讨将磁悬浮技术应用于汽车工程中。本文综述和分析、探讨了磁悬浮技术在汽车工程中的应用，并展望了应用前景。磁悬浮技术在汽车主动悬架中的应用

通过改变电磁铁线圈中电流，不但可以改变电磁力的大小，而且可以改变电磁力的方向。因此，可基于电磁铁设计汽车主动悬架系统[1,2]。汽车磁悬浮主动悬架系统的工作原理框图如图2 所示[1]，主动悬架系统的机械部分由工作缸筒、永磁体和铸钢体等组成。控制系统由电子元件、超声波传感器、控制器、功率放大器和线圈组成。由超声波传感器检测位移激振信号，该信号转换成电信号后经过控制器处理，来调整线圈电压的大小，使作用在铸钢体上的力发生变化，达到调整系统刚度和阻尼系数的目的。为了克服主动悬架系统中电磁力控制稳定性差和电磁悬浮刚度小等缺点，可采用弹簧和电磁力共同构成悬挂系统的刚度，如图3 所示。

图2 汽车磁悬浮主动悬架系统的工作原理框图

图3 电磁力、弹簧复合刚度控制器

仿真结果表明，由于电磁悬浮主动悬架系统的控制器参数可调，使得该系统具有很好的动力可调特性，其刚度和阻尼在线可调。但电磁悬浮技术在汽车主动悬架中的应用还有许多问题需要进一步研究，如系统参数优化，控制策略和算法，电磁悬浮系统的工程实现等。磁悬浮技术在汽车减振器中的应用

如采用由两块同极相对的高强度永久磁铁产生的磁场作为汽车减振器的弹性介质，两磁铁同极间的斥力随着两磁级间距离的减小而变大，因此具有良好的非线性刚度特性，而且可根据负载自动调整刚度及车身高度，可以很好地满足汽车行驶平顺性的要求。

一种磁悬浮汽车减振器的结构如图4 所示[3]。此磁悬浮减振器的弹性力主要由上、下主磁铁29、18的N 极间的排斥力产生。行程开关触点11 通过连杆2 与活塞柱1 相连接，塑料套筒19、26 和橡胶隔块32、33 起限定聚磁磁铁16、31、34 位置的作用，密封圈4 起防尘、密封的作用。当活塞柱1 相对压盖5向上运动时，弹簧7 起缓冲的作用，当活塞柱1 相对基筒6 向下运动时，橡胶垫片17、20、30 起缓冲的作用。固定片27 与橡胶垫片17 间的空腔内充有油液，导管15 分别与套筒8 及一储液罐（上部空腔内充有气体）相连。当该减振器被压缩时，套筒8 内的油液通过导管15 进入一储液罐，由于此时储液罐内的阻尼片可随油液上升，所以油液阻力很小。当该减振器被压缩后复原时，活塞柱1 向上运动，储液罐内的气体压力较大，把油液下压，经阻尼片上的阻尼孔压回套筒8 内，油液经阻尼片上的阻尼孔时发热，振动能量转化为热能。另外，通过控制电路液力左右移动活塞柱24，可运用聚磁原理调整减振器的刚度特性，并可改变减振器的长度，从而调整车高。1、24–活塞柱 2–连杆 3、22–压环 4、23、28–密封圈 5–压盖 6–基筒 7–螺旋弹簧

8–套筒 9、10、12、13、14–行程开关 11–行程开关触点 15–导管 16、21、31、34–聚磁磁铁17、20、30–橡胶垫片 18–下主磁铁 19、26–塑料套筒 25–基座 27–固定片 29–上主磁铁 32、33–橡胶隔块

图4 磁悬浮汽车减振器结构示意图

由以上可以看出，此磁悬浮减振器原理正确，具有很好的可行性，但其减振性能仍需做深入细致的仿真分析和实际试验验证。值得一提的是，通过上、下主磁铁间充有油液的方式缓冲振动一方面会增加减振器的加工技术要求（如密封技术），另一方面会使减振器发热，而温度对磁性材料的性能有一定的影响，如采用加装散热片散热，将使结构更趋复杂。如采用将此减振器与一阻尼器并联的工作方式，可能会具有更好的可行性。磁悬浮技术在汽车座椅中的应用

为提高汽车乘坐舒适性和操纵性能，可将磁悬浮技术应用于汽车座椅上[4,5]。

图5 所示为按照吸引悬浮的原理设计的汽车磁悬浮座椅[4]。该座椅所采用的磁铁为断面尺寸为30mm(H)×24mm(W)(W/H 比为0.8)的钕-铁-硼磁铁，磁铁间距在1～5mm 内可调。上导槽的上下升程为10mm，为了使悬浮磁铁不接触下导轨，上下导轨间安装了树脂衬垫，当产生冲击时，为了不使座椅脱开，采用了上导槽夹住下导轨的结构。为了使左右方向磁铁间隔一定，外侧安装轴承来定位。左右上导槽间以刚性结合来限制向外的偏移。试验结果表明，试制的座椅前后滑动时，与常规座椅相比，滑动阻力减小到1/5～1/10。

图5 汽车磁悬浮座椅的可调轨道机构

为克服排斥型磁悬浮系统刚度大、难于控制的缺陷，可采用线性弹簧和非线性磁浮装置组合的方法设计汽车座椅[5]，使该座椅具有小变形时较“软”的线性特性，大变形时较“硬”的非线性特性。试验结果表明，该种座椅隔振性能良好，基本相当于半主动隔振系统，抗冲击性能良好，可克服常规座椅在大载荷下“撞底（bottoming）”的现象，同时该种座椅还具有行程小的优点。磁悬浮技术在救护车担架隔振中的应用

一种救护车磁悬浮担架的结构如图6 所示[6]，该磁悬浮担架由支架、安装在支架下方及地板上方磁极相对的上磁体和下磁体、支架与地板之间的四边形连杆机构组成。在上述两块磁体的作用下，担架支架通过四边形连杆机构悬浮在地板上，从而可有效吸收担架支架的振动。

图6 救护车磁悬浮担架结构示意图 几点探讨

6.1 磁屏蔽问题

磁场是否损坏人体健康、能否有效屏蔽是磁悬浮技术在汽车工程中应用最值得注意的主要问题之一。在现有磁悬浮技术在汽车工程中应用方面的文献中，对磁屏蔽问题都没有述及，但该问题已在磁悬浮列车中得到有效解决。根据日本的报告，磁悬浮系统形成的电磁回路所产生的磁场，仅相当于地磁，对人体丝毫不会产生危害。而德国的测量结果更明确：坐在他们的磁悬浮列车上所感受到的磁场影响，小于坐在4米远的地方看一台21 英寸的黑白电视机。因此，根据磁悬浮列车的研究成果，磁屏蔽问题能够在汽车工程中应用的磁悬浮机构中得到有效解决。

6.2 磁悬浮系统阻尼问题

在现有的磁悬浮机构中，有些系统采用磁悬浮与阻尼器并联使用的方式[2,3,5]，有些系统仅采用了磁悬浮方式，未加阻尼[1,6,7]。有的研究者认为，磁悬浮自身可产生阻尼，且阻尼因子d=0.23[7]，有的研究者认为，磁悬浮自身产生阻尼是因相位变化而引起的[5]。磁悬浮系统的阻尼是自身产生还是因导向机构的摩檫力造成，其产生阻尼的机理如何，尚需进一步研究。

6.3 正负刚度不对称问题

磁悬浮系统正负刚度不对称，即向下压缩时的刚度大于向上运动时的刚度，从而造成了磁悬浮系统时域振动曲线的非对称性，这一问题在磁悬浮系统设计中值得注意。结语

电磁悬浮系统具有较好的可控性，可将其应用于汽车主动悬架设计中。永磁悬浮系统具有良好的非线性刚度特性，且具有使用寿命长、技术实施要求不高、非接触、无噪声、无污染等优点，可将其应用于汽车减振器、座椅、救护车担架中。随着磁悬浮技术的完善，还可进一步开发出磁悬浮式发动机支架、磁悬浮式防撞保险杠等产品。因此，磁悬浮技术在汽车工程中具有良好的应用前景，但有些问题诸如磁屏蔽、工程实施、磁悬浮阻尼等尚需做进一步做深入细致的研究。

参考文献 刘小英，王凌，赵淑英等.汽车磁悬浮减振系统的结构分析与模型研究.武汉汽车工业大学学报，2000（3）：14~17 陈渝光，李太福，肖蕙蕙等.基于磁悬浮刚度控制器与可调阻尼器的智能减振器研究.重庆工学院学报，2001（2）：62~64 李辉，何锃.磁悬浮减振器的研究.汽车工艺与材料，1999(5)：34~37 4 刘继承.磁悬浮技术在汽车座椅上的应用，国外汽车，1992(1)：25~28 Etsunori Fujita, Noritoshi Nakagawa etc.Vibration Characteristics of Vertical Suspension Using Magneto-Spring.1999 Society of Automotive Engineers, 1999-01-1781,2893~2908 坂本丰.防振担架架，专利号：JP10277095 崔瑞意，申仲翰，刘玉标.磁悬浮隔振装置的研制及基本机理研究.力学与实践，1999(4)：54~56(end)

第四篇：关于磁悬浮电机的应用现状与发展趋势

关于磁悬浮电机的应用现状与发展趋势

李宇佳

（北京交通大学，北京，100000)摘要：本文概述了磁悬浮电机的原理及优点，重点介绍了磁悬浮风力发电机的结构和工作原理。并简述了磁悬浮电机当前的应用领域。最后本文展望了磁悬浮电机未来的发展方向。

关键词：磁悬浮电机；风力发电机

Developing Trends of Magnetically Levitated Electric Machines and Their Applications

Li Yujia(Beijingjiaotong University,Beijing,100000)Abstract：In this paper, the principle and advantages of the agnetically Levitated Electric Machines are summarized.The structure and working principle of the magnetic levitation wind generator are introduced.The current application field of agnetically Levitated Electric Machines is briefly introduced.Finally, the future development direction of tagnetically Levitated Electric Machines is prospected.Key word:lagnetically Levitated Electric;Machines wind power generator 引言

传统的a电机是由定子和动子组成，定子与动子之间通过机械轴承联接或存在机械接触，因此动子运动过程中存在机械摩擦。机械摩擦不仅增加动子的摩擦阻力，使运动部件磨损，产生机械振动和噪声，而且会造成部件发热，使润滑剂性能变差，严重的会使电机气隙不均匀，绕组发热，温升增大，从而降低电机效能，最终缩短电机使用寿命。磁悬浮电机是利用定子和动子励磁磁场之间“同性相斥，异性相吸”的原理使动子悬浮起来，同时产生推进力驱使动子在悬浮状态下运动。因此，定子与动子之间不存在任何机械接触，可以产生较高的加速度和减速度，机械磨损小，机械与电气保护容易，维护、检修和更换方便，适用于恶劣环境、极其洁净无污染环境和特殊需要的领域。磁悬浮电机的研究越来越受到科技工作者的重视，其发展前景令人鼓舞。

和机械摩擦的不足，目前已研制出各种无接触式磁轴承，用来取代机械轴承。典型的磁悬浮轴承如径向磁轴承、径向推力磁轴承和轴向磁悬浮轴承，以及径向自由度可控的电磁悬浮轴承。

2.1 径向磁悬浮轴承

径向磁悬浮轴承是由两个径向磁化同轴空心圆柱组成，磁化方向相反。当两个磁化圆柱轴向重合、径向同心时，圆柱所受径向磁场推力为零。而当两个磁化圆柱发生轴线偏移时，由于圆柱之间气隙磁场极性相同产生不平衡排斥力使圆柱轴线趋于一致。这种径向磁轴承虽然能做到径向自动稳定，但磁轴承轴向不稳定，而且当轴线偏转时，角向稳定性也不好，因此用途有限。

2.2 径向推力磁悬浮轴承

径向推力磁悬浮轴承通常采用两个轴向磁化，而磁化方向相反(也可采用一个轴向磁化，而另一个径向磁化的同轴空心圆柱，但轴向错开一定位置，不仅能保持径向稳定性，而且提高了轴向和角向稳定性。2 磁悬浮轴承电机

为了克服传统旋转电机存在机械轴承

2.3 电磁悬浮轴承

这种多自由度电磁力控制的磁悬浮轴承，转轴两端均有水平方向和垂直方向两个自由度电磁力控制系统，而轴向通过驱动部分控制。当转轴在水平方向或垂直方向发生偏离时，分别控制水平或垂直方向的差动励磁线圈电流，由于电磁力大小与励磁线圈和气隙大小有关，因此可以通过改变电磁力使转轴趋于平衡位置。这种磁轴承虽然转子转动惯量不大，但由于控制线圈产生磁场使转轴受到一个与转向相反的电磁转矩，而且该电磁转矩随着转速增大而增大，因此对驱动系统转矩要求比较高，仅适用于低速大转矩的领域应用。磁悬浮轴承电机要解决的主要问题是轴承的支撑力，而驱动力仍然依靠电机本身来解决。因此，磁悬浮轴承电机虽然可以做到悬浮与驱动独立控制，但系统结构尺寸比较庞大，转动惯量大，系统动态响应比较缓慢，易于引起系统振荡甚至不稳定运行。磁悬浮电机的应用

3.1 在风力发电机中的应用

（1）工作原理

直驱式磁悬浮风力发电机，其风轮和发电机直接耦合，结构与传统风力发电机结构相似，例如，可以把原来的机械轴承全部换成主动磁悬浮轴承，径向有前后两个径向磁轴承支承，轴向采用轴向推力磁轴承支承。如图1所示，一种水平轴磁悬浮风力发电机是由风轮叶片、发电机结构、保护轴承、主动磁悬浮轴承等构成的。考虑到轴向推力盘重量比较大，因此将其放在靠近中间的位置，保护轴承位于发电机转轴两侧的最外端。图1 磁悬浮风力发电机机构示意图 磁悬浮风力发电机是一种风－机－电能量转换装置，其工作原理:发电机转子稳定悬浮于空间，通过风带动叶片转动，并传递到整个风力发电机的转轴，由发电机完成

机械能向电能的转换，最后，利用电力电子变换器将其转换成负载所需的电能。

（2）关键技术分析 对于风力发电机而言，降低其起动风速，提高风力发电质量是关键技术。要达到这两个要求，需要解决的关键问题有:风轮叶片技术、磁悬浮支承技术、发电机技术和储能技术，下面围绕磁悬浮风力发电机的四点关键技术进行分析。

由流体力学可知，风能计算表达式:

T12Sv3(1)式中:ρ是空气密度；S是叶片扫风面积；ν是风速。由贝茨理论可以得到叶片上所能获得的最大功率:

PmaxCPT(2)

式中:Cp是贝茨功率系数，Cp=0．593。由式(1)和式(2)可见，为提高风能向机械能的转换效率，可以通过增加叶片的扫风面积和叶片优化设计来实现。这需解决3个问题:①提高叶尖速比；②叶片材料的选择；③叶片结构的设计。

a 叶尖速比是用来表述风电机特性的一个重

要的参数，用λ来表示:

V2Rnv60v(3)

式中:V是叶片尖端线速度；ν是风速；n是风轮转速；Ｒ是风轮转动半径。由式(3)可知，同风速下的叶尖速比越大，叶片转速越快。现代的风力发电机常用的是2枚到3枚叶片，理想情况下，由风机叶片数与λ的匹配关系知，λ在5～8的范围变化。

b 根据风轮叶片材料的发展史，叶片可以分为木制叶片、铝合金等弦长叶片、钢制叶片、玻璃钢叶片。由于木制叶片不易制造成扭曲状，且存在木材强度低等诸多问题，限制了其在风力发电机中的应用和发展。为满足扭曲叶片的要求并减轻叶片重量，随后，出现了钢梁玻璃纤维、铝合金和玻璃钢制成的叶片。在选择叶片材料时，通常选用叶片强度、刚度满足要求，又具备较好的气动性

能的玻璃钢复合材料。因此，材料的选择将直接影响着风轮叶片捕获风能的能力。

c 叶片结构设计主要包括剖面结构设计、铺层设计和根端设计三个方面的内容。当采用玻璃钢材料来制造风轮叶片时，材料的强度、弹性模量的差异以及工艺的多样性是重要的注意事项。例如，和空腹金属材料的叶片相比较，虽然玻璃钢材料的弹性模量较低，但其强度比金属材料高，完全可以在不改变外形尺寸的情况下，代替金属材料。但是，玻璃钢材料的叶片却难以达到金属材料同等的刚度，而此时，盲目地增加叶片厚度，必然会影响到叶片的气动性能。综上所述，选用玻璃钢材料制作叶片时，总是希望制作较厚的叶型，并采用空腹的结构。

铺层设计主要是确定纤维量和纤维方向。合理地安排铺层的方向、角度和比例，可以保证叶片气动载荷和所受离心力的满足要求；根端设计主要考虑到叶根是叶片和轮毂的紧密连接处，并且叶片的断裂也往往发生在叶根上。叶根根据各叶片的使用情况、风力机结构、尺寸及功率来设计，其安全系数要比叶片本身要大一些，一般大1．5～2倍。此外，可以借助三维建模软件Pro/E对叶片进行三维实体建模，并利用Ansys仿真软件对叶片进行动力学分析。

3.2 在空调中的应用

随着科技的不断进步与发展，磁悬浮轴承性能在不断地提升，同时受电子元件的集成化也促使其成本逐年降低。虽然国内外经过多年的探索，磁悬浮产品在不少领域成功地应用，但是该项技术领域仍然存在很多难题，如控制系统的优化设计以及材料转子轴系动力特性问题等。为了更有效地改进控制方法和策略需要在深人研究控制系统的同时，着重研究转子系统的动力学特性，从而达到对复杂转子的理想控制。

目前空调风机多采用机械轴承，风机主轴与轴承之间会产生机械摩擦，而电机必需克服这部分摩擦才能驱动风叶旋转，同时造成电机发热产生较大幅度的振动使得风机寿命降低。要想实现风机长时间的运行还需轴承润滑系统和冷却系统的改进。如果采用磁悬浮轴承，定、转子之间没有机械摩擦，磁悬浮轴承运转阻力为零不会发热，从而省去了冷却系统和润滑系统，减少了体积重量，提高了可靠性和寿命悬浮运转大大减少了机械噪声，同时也大大减少了机械振动，振动幅度远远小于普通风机，提高了整个空调稳定性。

从目前内的磁悬浮轴承技术水平来看，虽然已经具备了应用在常温设备上的条件，但是仍然存在两方面的问题：一方面由于较难实现磁悬浮轴承转子的高精度控制，因而造成系统可靠性差以及故障率高；另一方面，欠缺标准化的产品工艺。磁悬浮电机的应用领域

4.1 电子工业

超大规模集成电路的发展要求半导体硅片在超真空、无杂质密封室内加工，对传送硅片的机器人具有苛刻的要求:既不能用润滑油，也不能产生尘粒和气体，因此采用磁悬浮电机直接控制机器人及其操纵手臂成为理想的选择。另外在集成电路制版过程中磁悬浮将会取代气垫悬浮芯片布焊。

4.2 化工领域

环境污染严重的放射性环境或高温辐射环境，如用磁悬浮轴承驱动调速离心泵进行核废料处理，可以解决机械轴承磨损与定期维修的难题。

4.3 柔性制造、加工和传送系统

工件的悬浮保持与传送。如基于同高速通讯网络互联的分布式磁悬浮直线感应电机群、各种功率转换和控制器组成的高速、高加减速度材料运输系统。基于磁悬浮技术的石油和煤炭输送系统，可以减小原油与输油管之间的接触粘滞力，极大地提高输油速度，在多山地区，磁悬浮煤炭输送系统不仅解决铁路运输的难题，而且适用于爬坡和全天候工作。

4.4 轨道交通

超导磁悬浮机车能实现超高速、大容量平稳安全运输，极大地提高运输效率，高温超导磁悬浮机车是未来列车发展的趋势。

4.5 生命科学领域

心脏是人生命中的永动机，一旦发生故障难以修复。利用人工心脏部分或全部替代心脏功能成为心脏病患者生命延续的关键。过去利用机械轴承人工心脏血泵会产生摩擦和发热，使血细胞破损，引起溶血、凝血和血栓，甚至危及病人生命。现在国外研制成功的离心式和振动式磁悬浮人工心脏血泵，采用无机械接触式磁悬浮结构不仅效率高，而且可以防止血细胞破损，引起溶血、凝血和血栓等问题。磁悬浮血泵的研究不仅为解除心血管病患者的疾苦，提高患者生活质量，而且为人类延续生命具有深远意义。磁悬浮电机的发展趋势

5.1 新材料应用

(1)稀土永磁材料，如钕铁硼NdFeB，具有磁能积高和功耗低的特点，而且我国稀土蕴藏量丰富，开发研究潜力巨大。

(2)高温超导材料，如YBaCuO，利用超导材料的抗磁特性或磁链守恒特性产生巨大的电磁力，可以预见高温超导材料在磁悬浮控制中将得到广泛应用，如超导磁轴承用于电力系统大惯量飞轮储能，直线电机超导磁场梯度悬浮推进系统。

(3)稀土高温超导REBa2Cu3O7-x和光稀土高温超导LREBa2Cu3O7-x在77K温度下具有极高的电流密度，可以产生极强的磁场，这些新材料的研制成功将为高速磁悬浮机车的应用提供又一新的设计方案。

5.2 新技术应用

超声波传感技术和激光传感技术在高速磁悬浮运动定位控制中的应用，提高了定位速度和精度；可编程逻辑控制技术在复杂磁悬浮系统中实现自动时序控制；高性能逆变器设计和智能化非线性电机控制技术应用；利用以计算机技术和网络通信技术为基础的全球定位系统GPS为磁悬浮系统提供快捷的宏观监测、控制和服务。

5.3新领域应用

磁悬浮电机不仅在电气等工业领域得到广泛应用，而且在生命科学领域也开始得到应用，充分显示了磁悬浮电机在国民经济发展和人们生活质量提高。总结

本文介绍了磁悬浮电机，具有无摩擦和

磨损，无润滑油污染，寿命长等一系列优点。随着市场需求的改变以及用户体验的认可，未来磁浮轴承被应用的数量将会不断的增长以及型号也会不断的改变，由此也可以推测出磁悬浮轴承未来可能的发展趋势：可靠、易用、价廉标准化。

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第五篇：磁悬浮垂直轴风力发电机组在中山市面世

磁悬浮垂直轴风力发电机组在中山市面世2008年05月26日 11:48国际能源网中山市再生能源研发又取得新突破，日前，中山市一家企业成功研发出磁悬浮垂直轴风力发电机组。这种体积小、重量轻的小型风力发电机组将投入批量生产，不久将在中山市广泛推广并被应用，以缓解日益紧张的电力供应。“十年磨一剑，霜刃未曾试啊，这种风力发电机组我们足足闭门苦心研发了3年，在前段时间的破坏性测试中，各项评测指标令人满意，符合或超过了相关的标准。”5月23日，在南头镇亿雄风能科技有限公司，来自台湾的机电专家杨臣机向记者介绍了这种刚申请了国家专利的家庭风力发电机组的性能。在人们的印象中，风力发电需要巨型风车，在风力的推动下，风叶旋转，从而带动发电机发电。而南头亿雄风能科技有限公司制作的风车与这种常见的风车就不一样。玻璃钢制造的四张白色叶片，都垂直竖着，在微风的吹拂下，围绕着中间的轴心旋转起来，轻盈如走马灯一般。“我们研发的家庭风力发电机组，最有特色的就是它的风车，经常见到的风车是水平轴的，我们的风车是垂直轴的，这是在借鉴了磁悬浮列车原理的基础上，我们把它们的相斥磁力，改为磁拉力。由于磁拉力比磁斥力大500倍，因而有效地减小了风车的体积，使其更适合家庭的应用。”杨臣机一边拨弄着旋转的风车，一边详细介绍。原来风力发电一般分为风车、发电机以及转换变压器等几部分，因此称之为机组。而发电的效率，较为重要的当数风车。因为在一般城市中，日常的风力被高楼阻隔，风力都较小，能否带动发电机输出较为理想的电力来，风车的转动快慢至关重要。利用磁悬浮来制作风车，可使摩擦力更小，降低轴承磨损，提高机械效率。同时，由于使用了垂直轴，可有效地减少迎风而造成的阻力，避免了风轮转速的影响。

类别: 家庭风力发电机