功率通量™ 电磁轴承

磁悬浮轴承（AMBs）在商用旋转机械中应用已有30多年的历史。这些是市场上最先进的主动磁力轴承，提供更高的性能以延长机器寿命。Calnetix的功率通量™ 主动磁轴承无需润滑，无摩擦，无易损件，有助于优化系统效率，提高可靠性。全行业磁性轴承系统的产量都在增加，这导致了成本的降低。Calnetix通过改进磁性轴承部件的制造工艺和进一步优化控制器来降低成本，这在整个系统成本中占相当大的比例。

雷电竞下载appCalnetix Technologies是一家专业从事高速旋转机械制造的公司。我们已经开发了大量的磁性轴承系统用于各种各样的商业系统。这包括高效鼓风机，高速压缩机，有机兰金循环(ORC)系统，以及更多。我们提供Powerflux™磁力轴承径向和并排组合配置。这些是市场上最先进的主动磁轴承。Calnetix的磁性轴承非常独特的优势包括以下几点:

永磁偏压

在主动磁轴承，大约一半的总磁场是一个稳定的，不受控制的偏场。在Calnetix磁性轴承中，偏置是由永磁体产生的，而不是由线圈中的电流(电磁铁)产生的。与带电流的线圈相比，永磁体在不产生热量或不使用电能的情况下产生磁场。

当转子偏离公称位置时，用永磁体产生磁场的稳定部分(偏置磁场)，其作用于转子上的力的变化要比用线圈作同样的用途时小。这导致了一个改进的磁轴承动力学和更大的负载能力时，转子偏离中心位置。还有额外的包装和布局的好处。产生偏置磁场所需的现代稀土磁铁的大小，只是产生相同磁场所需的电磁线圈大小的一小部分。这可以理解为，一个电磁线圈需要一定的安匝数来产生一个特定的磁场。如果减小给定线圈的尺寸，则必须保持安匝数不变，这将不可避免地导致电磁线圈中总电阻性功率损耗的增加，甚至导致线圈单位体积中电阻性功率损耗的增加。因此，偏置线圈尺寸的下限是由可用的散热来防止线圈烧毁。与载流线圈相比，永磁体的尺寸更小，从而使磁性轴承的整体尺寸更小，从而使机器设计更紧凑，提高了转子的动态性能。

同极的设计

主动磁轴承存在一些固有的损耗。当转子以足够高的转速旋转时，电磁轴承施加在转子上的径向磁力变弱。这是因为转子通常是由导电软磁性材料制成的，当转子在非均匀磁场中旋转时，会产生涡流，而非均匀磁场是产生径向磁力所必需的。为了减少转子内的涡流，从而减少一些径向力的损失，转子的一部分通常是由电绝缘的钢片构成。薄层减少了涡流，从而在给定转速下减小了力的损失。电铸钢层合板的厚度是有实际限制的。最小的“现成的”电工钢片厚度是0.006”(150μm),细纹理获取变得更加昂贵。径向力的损失也取决于转子旋转时看到的磁场频率，或给定的旋转速度，取决于转子周围磁场分布的空间频率。例如，一个磁场分布在转子周围有四次循环变化的磁性轴承在给定速度下的载荷能力比一个磁场分布只有一次循环变化的磁性轴承要低。其他磁力轴承公司使用的是异极磁力轴承，转子周围的磁场分布至少有四次循环变化，而Calnetix采用的是同极技术，转子周围的磁场分布只有一次循环变化，而且只有在转子受到径向载荷时才会发生变化。 Therefore, Calnetix magnetic bearings either have smaller force loss with speed compared to competition, or can be made less expensive by using thicker laminations on the rotor. Another advantage of the reduced eddy current losses of the Calnetix homopolar magnetic bearing technology is a significantly lower heat generation in a spinning rotor compared to heteropolar technology. In fact, homopolar magnetic bearings will have almost no heat generated in the rotor at speed in an absence of a radial loading because the magnetic field will be almost uniformly distributed around the rotor, thus having no significant eddy currents generated. On the contrary, heteropolar magnetic bearings generate heat in a spinning rotor even in the absence of radial loading. Low heat generation in both stationary and rotating parts of homopolar PM-biased magnetic bearings make them very energy efficient and well suited for applications where heat extraction mechanisms are limited, such as in a vacuum.

径向和轴向轴承功能在一个装置

支持一个在磁场中旋转的物体需要约束它的五个自由度，而第六度——绕轴旋转——是不受约束的。典型的磁轴承系统配置一个旋转机包括一个径向轴承约束两个径向的自由度(X, Y)转子的一端,另一个径向轴承约束两个径向的自由度(X, Y)的另一端的转子,转子和一个轴向轴承轴向自由度(Z)。其他磁轴承系统设计使用两个独立的径向和轴向磁轴承。Calnetix提供了一个独特的专有解决方案，将一个径向轴承和一个轴向轴承的功能结合在一个设备-一个磁性组合轴承。这些好处包括更低的成本和减少系统规模，导致一个转子动力学的优势和一个优越的机器设计。

专有的位置传感器

位置传感器是任何主动磁轴承系统的关键部件。位置传感器不断地向MBC(磁性轴承控制器)提供关于转子位置的精确和最新的信息，这些信息不受外部因素的影响，如速度、温度、灰尘、工作流体、外部磁场、电场等。虽然传统的磁阻传感器，在竞争的设计，工作很好，测量径向位移，测量轴向位移往往更具挑战性。为了解决这些挑战，Calnetix开发了一种独特的恒流量边缘传感器，具有明显的性能优势，包括:

  • 抗外磁场和径向位移
  • 优异的温度稳定性
  • 总测量范围超过0.2英寸（5毫米），线性子范围小于15%，非线性超过0.08英寸（2毫米）
  • 直通转子装配
  • 100V/in（4V/mm）的高原始增益

集成机械设计的最新方法

在大多数情况下，Calnetix利用广泛的多学科内部专业知识，与客户一起设计磁性轴承上的整个机器，而不是简单地提供磁性轴承部件。这实现了机器作为一个集成系统的最佳性能，并充分实现了磁轴承系统的潜力。由于Calnetix内部专业领域广泛，包括机械、电磁、转子动力学、热和电子设计和分析，这种方法成为可能。在众多机器开发程序的过程中，Calnetix完善了其专有设计和优化代码，以允许快速生成优化的磁轴承几何结构。这些专有工具使用分析解决方案以及内部和第三方有限元分析模块的组合。这样的代码极大地促进了开发，在机器级别的迭代次数越来越少，从而实现了整个机器的优化设计。

高级图形用户界面

Calnetix开发了一种新的图形用户界面（GUI），让用户和专家都能直观地利用磁力轴承系统的固有优势。多年来，该图形用户界面根据内部和外部客户的反馈不断改进和升级。GUI提供了对磁力轴承和机器性能各个方面的了解。它是系统设置、监控和诊断的平台：

  • 现场振动监测使监测变得容易
  • 使用内建的传递功能工具使调试变得更简单
  • 用户可定制的数据和故障记录
  • 容易偏移的转子位置，供操作或测试需要
  • 提供更高质量数据的可选数据采集连接
  • Calnetix卓越的客户支持意味着图形用户界面正在定期升级