一种磁悬浮轴承式汽车发电机

周炳强

摘 要：一种磁悬浮轴承式汽车发电机，将传统汽车发电机轴承替换成磁悬浮轴承，由于磁悬浮轴承不与轴直接接触，没有金属间的磨损，解决了发电机高速运转给发电机轴承带来的磨损和噪音，延长了汽车发电机的使用寿命。

关键词：磁悬浮工作原理 技术应用 实用价值

中图分类号：TM35 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0095-01

随着我国汽车工业的快速发展，汽车新技术，新配置不断涌现，随着磁悬浮轴承技术的越来越成熟，磁悬浮技术被应用到各个技术领域，铁路，机械，交通等等，磁悬浮技术应用于汽车方面很多，一种磁悬浮轴承式汽车发电机就是应用了磁悬浮技术，将传统汽车发电机轴承替换成磁悬浮轴承，延长了汽车发电机的使用寿命，采用该技术主要是与一种汽车尾气排放过程中，利用尾气转能的技术相配套，一种磁悬浮轴承式发电机，将发电机原来的普通轴承替换成磁悬浮轴承，解决了发电机高速运转给发电机轴承带来的磨损和噪音，由于磁悬浮轴承不与轴直接接触，没有金属间的磨损，延长了发电机的使用寿命，同时没有了金属摩擦，发电机转子转速更快，动能流失更少，更能保证发电机的发电量。

1 磁悬浮轴承的工作原理

磁悬浮轴承（Magnetic Bearing）是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直，轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。与传统的滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。磁悬浮事实上只是一种辅助功能，并非是独立的轴承形式，具体应用还得配合其它的轴承形式，例如磁悬浮+滚珠轴承、磁悬浮+含油轴承、磁悬浮+汽化轴承等等。

磁悬浮轴承原理

图1为简单磁悬浮系统，它是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号。然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。

2 磁悬浮轴承汽车发电机

磁悬浮轴承汽车发电机采用斥力磁悬浮轴承，安装在发电机转子是两端，利用磁场力将发电机转轴悬浮在磁场中，使发电机转轴在空间中无机械接触，无磨损的旋转，转子可以在超临界转速，每分钟数十万转，并且降低能耗和噪音，无需进行轴承润滑，无油污染，使用寿命长。由于发电机是以发动机尾气带动涡轮叶片及发电机轴高速转动，发电机轴径项不受力，不会发生悬浮转子‘坠落现象，斥力磁悬浮轴承，有较高的矫顽力以克服同性相斥引起的退磁现象。磁悬浮轴承式汽车发电机，包括发电机连轴节，发电机转子轴，斥力磁悬浮轴承，发电机转子，定子，发电机壳，连接线束，功率放大器，控制模块，传感器，发电机转子轴通过发电机连轴节与发动机尾气涡轮轴连接，斥力磁悬浮轴承与发电机转子轴两端连接，传感器固定在发电机前后端盖上，并通过连接线束与控制模块连接，控制模块通过连接线束与功率放大器连接（图2）。

3 结语

磁悬浮轴承技术，在国内外一些领域实现了应用，如透平机，膨胀机，压缩机等等，本技术实用于任何机动车辆，机械的发电装置，由于采用磁悬浮轴承后，发电机转子转动阻力减小，没有金属摩擦，发电机几乎没有噪音，工作更平稳，由于磁悬浮轴承不与轴直接接触，轴承没有磨损，更不需要更换轴承，延长发电机的使用寿命。endprint