耐高温、高负载能力径向磁力轴承

可能会超过滚动轴承的速度和温度限制。

已经开发出一种能够在高达 1,000°F (≈540°C) 的温度下运行的径向异极磁轴承。这是用于燃气涡轮发动机的轴承原型，其运行温度和速度远高于润滑滚动轴承所能承受的温度和速度。

通过使用冷却空气系统、精密润滑系统和作为润滑系统子系统的转子减震系统，可以提高滚动轴承的最大允许工作温度和速度，但此类系统和子系统是麻烦。相比之下，设计合理的径向磁力轴承可以无接触地悬挂转子，因此不需要润滑或冷却。此外，磁性轴承不需要单独的阻尼系统，因为阻尼功能通常是磁性轴承控制系统设计的组成部分。

目前的高温径向异极磁轴承具有四个特征的独特组合，有助于其适用于预期应用：

其电磁铁线圈中的电线覆盖有绝缘材料，这种材料在高温下不会发生介电击穿，并且足够柔韧，可以将电线缠绕成小半径。 线圈的缠绕和灌封工艺产生了接近 0.7 的封装系数——一个相对较高的值，有助于在给定的供电电流下最大化线圈产生的磁场。这些过程还使线圈结构坚固。

电磁铁采用模块化 C 芯设计，可以更换组件和半自动绕组线圈。

定子的安装方式可在径向和轴向热膨胀以及高达 1,000 lb ≈4.4 kN 的负载下提供稳定支撑。

在一项测试中，该轴承显示能够在 1,000°F（≈540°C）的温度下以 25,000 rpm 的速度稳定地悬挂转子。静态负载容量和功率需求作为供电电流、气隙、转子速度和温度的函数进行测量。通过故意禁用电源并保持稳定悬浮的转子，在 15,000 rpm 和 1,000 °F (≈540°C) 下证明了容错能力。在为本文报告信息时，轴承经受了 30 多个小时的运行，其中包括 18 个高达 1,000°F (≈540°C) 的热循环。该轴承还在较低温度下运行了数百小时。