永磁偏压，单极磁轴承
这是摘自“磁力轴承如何工作”的文件。阅读前一节点击这里。
Calnetix是商业应用的先驱，拥有另一种径向主动磁轴承的几项关键专利——同极永磁偏置主动磁轴承。这种径向主动磁轴承的基本结构如图9所示，三维示意图如图10所示，工作原理如图11所示。
图9
图10
图11
为了更好地了解这种径向磁力轴承的工作情况，需要注意的是，磁极和转子之间气隙中的磁场与控制电流成正比。因此有一个偏压磁场分量B0正比于我0. 同样，还有一个控制磁场分量Bc类正比于我c类。那么，(3)式可以用磁场(磁通量密度)代替电流来表示:
F~2B层0Bc类~ 2 b0我c类(5)
图中所示径向主动磁力轴承之间的一个重要区别。图9至图11所示。7和8这是偏置磁场吗B0图9 - 11是由永磁体而不是线圈中的电流产生的。永磁体的一个重要优点是产生偏置磁场而不消耗电能，更重要的是不产生热量。这转化为一个更小的尺寸为永磁偏置主动磁轴承相比，一个等效的电磁偏置主动磁轴承。具体解释如下。
当线圈产生一定的磁场时，线圈在这个过程中产生的电阻热与线圈中导电材料（通常是铜）的数量成反比：铜越多，热量越少。因为线圈的温升和随后的发热必须受到限制，所以在主动磁轴承中产生一定磁场所需的典型线圈的尺寸是产生相同磁场所需的现代稀土磁体的几倍。
虽然在电磁偏置主动磁轴承中可以使用专用线圈来产生偏置磁场，但在大多数商业实现中，一个线圈同时容纳偏置和控制电流。该方法的优点是端子线少，复杂度低，成本低，缺点是偏置/控制线圈的电感增加，动态力容量小。在任何情况下,要么两个专用的净尺寸偏差和控制线圈或综合偏差的大小/电磁轴承控制线圈和EM偏见将明显大于合并后的永久磁铁的大小和一个控制线圈PM-biased主动磁轴承。一个较小的磁性轴承通常导致更好的转子动态性能的机器和更稳健的运作。
在Calnetix径向AMBs中，产生偏置磁场的永磁体被轴向夹在径向极组件和所谓的“死”极之间，如图9至11所示。由磁体产生的偏置磁场通过“死”极传递到软磁轴上，软磁轴进一步将磁场传递到层压致动器目标上。磁场沿径向离开目标，穿过径向气隙，进入径向极总成，并在其中向磁铁方向运动，完成回路。
径向磁极组件有两对直径相反的磁极，其周围有电绕组。与每个极对相关联的电气绕组串联，以便它们沿极轴产生相同方向的磁场。
图11表示沿垂直方向产生的径向力是的以axis为例。当线圈缠绕在两极2和4上时，就会产生电流我如图11所示，它们产生一个控制磁通，该磁通与4号磁极下的顶部气隙的偏磁通相加，与2号磁极下的底部气隙的偏磁通相减。因此，净磁通密度在顶部气隙变得更大，而将转子拉向4号磁极(上)的磁力变得比拉向2号磁极(下)的磁力更大。因此，在线圈2号和4号上施加控制电流，可产生向上的净磁力(正的)是的方向)。电流的逆转使力的方向逆转。以类似的方式对线圈1号和3号施加电流，将在线圈中产生一个力十方向和两个电流的组合允许在径向平面的任何方向上产生力。
图中所示轴承的一个非常重要的优点。图9-11所示轴承上方。7-8是指转子周围的偏置磁极是均匀的。例如，在图。9-11每个控制极1到4都有“南”极性，死极的整个ID都有“北”极性。因此，与图中所示的设计相反，当转子旋转时，由于涡流的感应，几乎没有偏置磁通从转子中排出。7-8（由于磁极1-4之间的不连续性，会排出一小部分偏置磁通）。如果我们只关心偏置场，转子上的执行器目标甚至不需要层压。
当图9-11所示的轴承产生径向力时，如F是的然而，图11中的力，磁场的控制分量将在转子周围不均匀，并且它将倾向于被涡流排出。即使我们只输了Bc类然而，在等式（5）中，我们仍然失去了负载能力。因此，执行器在设计中的目标按照图。9-11仍然需要层压。
图9-11所示的设计与图7-8所示的设计在速度上的重要优点是
一个)。没有损失B0。因此，如果使用与异极轴承相同的层压，即使我们假设Bc类与异极轴承相同，速度下的承载能力已经比异极轴承保持得更好。(在现实中Bc类同极轴承的速度也将比异极轴承的速度快，如下文b项所述)。
b。)转子在速度下看到的控制磁场变化频率在图9-11的设计中至少比在图7-8的设计中低两倍。根据式(4)，这意味着两者都是Bc类将保留更好的速度，或更厚(便宜)层压可以使用。
上述a.)和b.)两项均能较好地保持单极轴承的速度载荷能力(前提是使用相同的叠层厚度)。
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