磁悬浮技术的应用前景探讨

杨泓泽

摘要：从英国物理学家首次提出磁悬浮的概念之后，其已经走过了一百多年的发展历史，目前磁悬浮技术已经逐渐的成熟，并被投入到了实际的应用当中，这极大的提升了社会科学技术的应用水平，推动了社会的现代化发展。本文基于作者自身的相关学习经验与调查了解，首先简单阐述了磁悬浮技术的概念和优势，然后主要就磁悬浮技术的应用前景提出了部分探讨、分析。

关键词：磁悬浮;优势;应用

在目前的科学研究与实践领域当中，悬浮技术包括了多个种类，例如粒子束悬浮、电悬浮、气流悬浮以及声悬浮、光悬浮和磁悬浮，其中磁悬浮技术对于如今的社会来说具有相对更高的实用性，能够对社会的生产、建设与发展起到有效的辅助和促进作用。

一、磁悬浮技术的概念和优势

所谓的“磁悬浮技术”，其主要指的是依靠电磁力将物体无机械接触地悬浮起来的技术，当前磁悬浮技术实现形式比较多，主要可以分为系统自稳的被动悬浮和系统不能自稳的主动悬浮等。由于磁悬浮技术可以避免与外界的直接接触，所以其具有多个方面的特性和优势，第一点是其只会产生非常少的磨损，就算是在腐蚀性介质当中，都可以实现长期的使用;第二点是其所承受的机械摩擦力非常之低，在运行当中其只会受到空气摩擦和阻力，因此所需要的功耗也相对更少，并且和其他的一些机械运动形式相比较，噪音相当下，不需要润滑剂，即使是在高速转动的工程当中，也能够保持良好、稳定的运行状态;第三是磁悬浮和其他的一些机械技术相比较，具有更高的可控性，可以通过智能化、信息化技术对其进行高效率的监测与控制[1]。

二、磁悬浮技术的应用前景

（一）磁悬浮轴承

从现目前的国内外研究與实践应用现状来看，磁悬浮技术的研究与应用重点主要包括两个方面，第一个是大家相对较为熟悉的磁悬浮列车，第二个便是磁悬浮轴承。虽然普通人可能对磁悬浮轴承的了解较少，但实际上国内外对磁悬浮轴承的研究与应用是比磁悬浮列车更早的。众所周知，传统的轴承在运转过程当中，是存在较大压力的机械接触的，这就会使得转子和定子之间出现摩擦力，虽然在润滑油的保护下，摩擦力和摩擦噪音可以大幅度的降低，但是长期使用之后，相关的问题便会逐渐的暴露出来，甚至可能引起一些安全方面的问题。磁悬浮轴承则完全避免了转子和定子之间的机械接触，仅受空气摩擦力的影响，并且其不再需要润滑油、也无噪音产生。当然，在实际的应用当中磁悬浮轴承是存在很多技术难题的，例如其需要检测转子的位移，否则便会出现运行误差，这就需要加入数量较多的传感控制器，从而增加其成本和技术、结构复杂度，所以其在目前还并没有普及。但随着技术的发展，磁悬浮轴承在社会当中的大范围应用是必然的一个趋势[2]。

（二）磁悬浮列车

目前，大家对于磁悬浮列车都已经较为熟悉，因为其已经出现，并投入了实际的使用。不过需要一提的是，这并不意味着磁悬浮技术在列车交通当中的应用已经成熟，因为其实际的使用范围还非常狭窄，且依然存在较多的技术难题。目前，磁悬浮列车根据具体技术基础的不同，分为了两种类型，一种是超导排斥型、一种是常导磁吸型。前者主要是利用超导磁体的强磁场，在列车运行过程当中，与下方的线圈产生相互作用，通过电动斥力使列车悬浮起来，该种技术的复杂程度较高，而且还需要对电磁场进行屏蔽。后者主要是通过列车上的常导电流产生电磁引力，吸引轨道下的磁导体，使列车悬浮起来。不论是哪种磁悬浮列车技术，其在目前都还需要进一步加强研究，攻克技术难题，这样才能在未来实现大范围的普及。

（三）磁悬浮工作台

摩擦力的非线性特点，会对机械、设备的运行精度造成很大的影响。从实际的情况来说，精密设备的精密程度，取决于摩擦力的大小，在很多情况下，摩擦力越小的话，设备的精密化程度也就往往越高。在前面已经介绍过，磁悬浮的摩擦力是非常小的，基于其这个特性，能够在精密设备当中发挥出突出的作用，进一步提高精密设备的精密化程度，对长时间、长行程的运动，进行非常理想化的控制，例如磁悬浮工作台便是这样的一种控制方式和途径。磁悬浮工作台具有两个方面的关键技术问题，一个是电磁铁参数的设置，另一个是电磁铁结构的设置。目前，如何控制电磁铁的尺寸和解决铜损问题是磁悬浮工作平台发展的关键，西安交通大学的毛军红等人提出了采用三磁极电磁铁的超精密磁悬浮工作台。通过与常规的采用双磁极电磁铁的磁悬浮工作台的比较显示，采用三磁极电磁铁的超精密磁悬浮工作台可使静态功耗（或发热量）降低50%，且具有更合理的空间结构[3]。

三、结语

磁悬浮技术的出现具有其自身诸多的优势，其能在多个领域当中得到有效的应用，推动社会的现代化发展，不过当前我们对于磁悬浮技术的应用还并不成熟，还需要我们进一步加强相关的研究。

参考文献：

[1]苏华骏，胡新宁，崔春艳，等.应用于重力测量的超导磁悬浮系统倾角研究[J].低温与超导，2018 （09）：39-43.

[2]仇志坚，杨进.新型磁悬浮平台空载悬浮特性分析及优化设计[J].微特电机，2018 （03）：5-8.

[3]崔恒斌，周瑾，董继勇，等.磁悬浮旋转机械振动稳定性实例研究[J].浙江大学学报（工学版），2018 （04）：635-640.