一、磁悬浮轴承技术概述

磁悬浮技术就是利用电磁力将物体无机械接触地悬浮起来，以满足生产工艺和科学技术向高速、精密化方向发展的需要， 并提高振动控制水平^[1]。由于它具有无机械接触和可以实现主动控制两个优点，磁悬浮技术广泛应用于人造卫星、导弹、潜艇、战斗车辆等武器中的姿态控制和储能阴阳，以及高性能的透平机、真空泵、离心泵、发电机、压缩机、机床主轴、UPS等^[2]。

图1所示为一个简单的磁悬浮轴承系统的工作原理图。一个完整的磁悬浮轴承系统由转子、传感器、控制器、功率放大器和电磁铁等部分组成，其中执行器有电磁铁和功率放大器两部分^[3]。

图1 磁悬浮轴承系统的工作原理图

整个系统由三大部分构成：

（1）传感器及信号前置处理单元。转子在任一时刻的位置信号由传感器拾取，必要时这种实时信号还需要经过相应的前置处理后再送往控制器。

（2）调节控制单元。由传感器所拾取的信号经与设定信号比较后产生误差信号，该误差信号按控制理论或给定的控制策略经比例、微分及积分运算后即为矫正信号。

（3）执行单元。由功率放大器和电磁铁组成。矫正信号经过功率放大器放大后变成足够的电流或电压输出，以驱动电磁铁产生相应的恢复力，迫使转子回复到平衡位置，从而实现了转子在无接触状态下的稳定悬浮。

磁悬浮轴承( Magnetic Bearing 简称MB ) 按照磁悬浮轴承的工作原理^[4]，可分为三类：