磁性軸承可套用於各種機器，例如泵、渦 輪機 、電動機和壓縮機。 在諸多機器中，轉軸的支承是靠機械方法，即通過球軸承、圓柱軸承、 不完全潤滑軸承，或液體靜壓軸承來實現的。而用磁性軸承，旋轉的軸 即懸浮在磁場中，因磁場的迅速變化足使轉軸處於中心位置，甚至當動載作用時，其位置依然不變。
基本介紹
原理,分類,特點,套用,前景,
原理
磁性軸承是一種利用磁鐵相同兩極相互排斥的原理而製造的非接觸高性能軸承。與傳統滾珠軸承、滑動軸承以及油膜軸承相比，磁軸承不存在機械接觸，轉子可以達到很高的運轉速度，具有機械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優點，特別適用高速、真空、超淨等特殊環境。
磁性軸承主要由機械部分和電氣控制部分組成。機械部分由轉子和帶線圈的定子組成。定子所產生的電磁力使轉子保持在一定的位置上定子和轉子之間有間隙，轉子處於懸浮狀態。位移感測器監測轉子的位置，一旦轉子偏離所要求的位置，感測器就發出信號，伺服控制系統根據參考信號（轉子要求的位置信號）與感測器信號之差值來調整定子線圈中的電流，使轉子恢復到原來位置。為了減少轉子形狀誤差對感測器信號的影響，且加快過渡回響時間，在實用磁性軸承中，一般採用差動聯接。
分類
（1）無源（被動）磁性軸承
是利用位置變化來直接改變激磁電路本身的參數使其達到穩定懸浮的；這種軸承也主要指的是用永磁體來實現轉子的懸浮的，它是靠產生的斥力（吸力無法實現穩定懸浮）來改變氣隙大小，從而來改變其他一些磁路參數來改變磁力大小，實現轉子“穩定”懸浮。
（2）有源（主動）磁性軸承
是指由位移感測器檢測出轉子偏離位置，伺服控制系統根據其位置信號來迅速改變磁場力，使物體始終保持在一定的位置範圍內，以達到穩定的懸浮。很顯然要實現精確的控制，感測器精度一定要高，並且整個控制系統作出的回響也要快，不然轉子就要碰到定子了，重要一點是單靠檢測位移或位移反饋來控制電磁力是不太準確的。因為我們轉子必然存在圓度誤差，還有定子的幾何誤差等等，有時檢測出的位移偏差很可能是由於轉子的圓度誤差引起的，而不需要改變控制電流的大小；有時可能由於圓度誤差補償了轉子的位移偏差，而需要對控制電流加以調整。
（3）複合磁性軸承（永磁體+電磁鐵）
永磁體產生磁力來平衡轉子重力，電磁鐵產生的電磁力來平衡外載。
特點
（1）完全無磨損，且由於轉子沒有線圈，電氣機械元件的壽命從理論上講是無限的；
（2）由於轉子和定子沒有摩擦，轉子速度僅受材料抗拉強度的限制，所以轉子線速度比其它各種軸承都高。 最大線速度達 200m /s；
（3）不需要潤滑和密封，結構緊湊；
（4）沒有機械噪聲；
（5）發熱很小，功耗很低。與普通軸承相比，功耗降低到1/10~ 1/100；
（6）環境適應性強，能在真空和腐蝕介質中工作。而空氣軸承卻無法在真空中使用，液體軸承和滾動軸承在真空中會由於油分子的揮發而產生無法避免的污染；
（7）對環境溫度不敏感，許用溫度範圍為零下二百五十攝氏度到四百五十攝氏度；
（8）對軸的加工精度要求低，製造成本低。
除了上述優點外，由於採用控制系統，不僅能夠調節磁力的大小，而且還可以調節力的相位，因而使其具有：
（1） 自動平衡機能。 迴轉部件是繞其 自身的 慣性主軸迴轉，而不是繞幾何中心迴轉，消除了 附加動壓 力 , 因而消除了 由此產生的振動；
（2）可 以精確地控制轉子的位置，使其迴轉精度提高到亞微米的數量級，且可實現轉子徑向、軸向超精加工的微進給，並可彌補刀具因磨 損而產生的誤差；
（3）剛度 、阻尼均可調，從而使轉子很容易通過臨界轉速，實現超高速運轉；
（4）全部迴轉特性 (如速度 、載荷、軸線位置、失衡量 、千擾頻率等) 都可以通過感測器和控制系統的信息獲取，因而可對機器的運行狀態實行診斷和監控，這對高性能工具機的適應控制特別有利；
（5）可靠性高，一方面因無磨損，沒有潤滑和密封裝置。機械結構得到簡化，從而保證了高可靠性；另一方面，迴轉件無繞組，定子繞組則類似於電機定子繞組，控制裝置由可更換的印刷電路板製成，其設計，製作採用富餘度技術，可獲得幾乎無限的使用壽命，故可靠度極高。
套用
一、工具機電主軸
電主軸分為車削電主軸、銑床電主軸和磨削電主軸，另外還有組合工具機使用的多功能電主軸等多種類型。
眾所周知，由於提高生產率和加工精度的市場需求，工具機電主軸近年來向著高速、高精度方向迅速發展。實驗說明，當切削速度超過一個臨界值以後會出現切削力急速下降，散熱也更好的狀態。比如銑削鋁鎂合金，需要切削速度大於1000m /min，而且高速加工的工件不易發生力變形和熱變形，精度容易得到保證，甚至可以加工高硬度的工件材料。傳統的滾動軸承在高速旋轉時，由於滾子的離心力和陀螺力急劇增大，造成發熱嚴重和壽命縮短，而動靜壓軸承同樣存在液體摩擦損失、發熱和剛度問題。磁性軸承由於自身顯著的特點，可以實現高剛度、高速、高精度。
磁懸浮支撐電主軸
磁懸浮支撐電主軸二、超淨、 高低溫等特殊環境
由於磁性軸承無任何機械磨損，無潤滑劑，因此沒有相關的污染和使用限制，已經成功套用於食品、飲料生產領域；在醫學上，成功套用於人工心臟或心室輔助器。將主動磁軸承系統代替傳統的接觸式滾動軸承和潤滑系統， 用於航空發動機，可大大減少發動機的零件數，從而大大減輕系統的重量和簡化結構，改善可靠性和維修性，免除普通發動機潤滑油帶來的著火危險；由於磁浮軸承能承受更高的溫度 (550 ℃～ 600℃)，因此可設計得離燃燒室或渦輪更近，這樣使發動機的結構更緊湊。由於磁浮軸承能在真空和超低溫下工作，在航天和科學實驗領域得到套用，如衛星姿態控制，基本粒子緩衝器等。
三、透平機械和離心機
透平機械和離心機是磁軸承的重要套用領域之一。優點是易於實現高速運行，能調整剛度和阻尼，實現對振動的控制，獲得預定動態性能，由於沒有潤滑劑，因此也就不需要密封，可進一步簡化結構。
四、電力工程
根據磁性軸承的原理，研製大功率的磁性軸承和飛輪儲能系統以減少調峰時機組起停次數；進行以磁性軸承系統為基礎的振動控制理論的研究，將其套用 於汽輪機轉子的振動和故障分析中；通過調整磁性軸承的剛度來改變汽輪機轉子結構設計的思想，從而改善轉子運行的動態特性，避免共振，提高機組運行的可靠性等。
前景
磁性軸承以它特有的優點，被廣泛地套用到各個領域，從航天、國防等高科技領域逐漸普及到一般的工業、民用設施。
隨著高速、超高速技術的發展，電子控制技術水平的不斷提高，機械加工技術的進步、環保意識的加強、磁懸浮技術知識的普及、磁力軸承價格的降低以及對軸承的要求不斷提高，普通的接觸軸承在某些場合由於不能滿足實際需要而逐漸被磁性軸承取代。
在具體的套用場合，比如工具機主軸、航空發動機、計算機硬碟、壓縮機離心機，磁性軸承起著支撐的作用。在另一方面，由於磁性軸承具有剛度和阻尼可調的特性，它在轉子振動的主動控制方面的套用，是當前和今後磁性軸承技術研究的一個熱點，它的基本思想都是通過主動控制給系統引入附加的剛度及阻尼，以達到減少系統的不平衡回響，使系統穩定的目的。
在工業上得到廣泛套用的基本上都是傳統的磁性軸承(需要位置感測器的磁性軸承)，這種軸性承需要5個或10個非接觸式位置感測器來檢測轉子的位移。由於感測器的存在，使磁性軸承系統的軸向尺寸變大，系統的動態性能降低，而且成本高、可靠性低。由於結構的限制，感測器不能裝在磁性軸承的中間，使系統的控制方程相互耦合，控制器設計更為複雜。此外，由於感測器的價格較高，導致磁軸承的售價很高，限制了它在工業上的推廣套用。
