磁力轴承在离心泵应用上的潜力
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磁力轴承具有非常低的摩擦、无轴承磨损、更高的允许速度、消除对复杂润滑系统的需求、更少的维护、可内置振动/故障检测以及更长的使用寿命等优点。 磁力轴承系统按照工作原理可分为三类：主动磁力轴承（AMB）、被动磁力轴承（PMB）和混合磁力轴承（HMB）。 它们究竟是如何工作的？主动磁力轴承利用可控电磁力将转轴悬浮起来，它主要由转子、电磁铁、传感器、控制器和功率放大器等组成。电磁铁安装在定子上，转子悬浮在按径向对称放置的电磁铁所产生的磁场中，每个电磁铁上都装有一个或多个传感器，以连续监测转轴的位置变化情况。从传感器中输出的信号，借助于电子控制系统，校正通过电磁铁的电流，从而控制电磁铁的吸引力，使转轴在稳定平衡状态下运转，并达到一定的精度要求。这些动作发生得非常快（每秒数千次），即使在高速下也能精确地保持轴的位置。没有金属对金属接触意味着磁力轴承系统在没有润滑的情况下产生更少的摩擦（更少的能源消耗）。相反，轴悬浮在周围的介质中，介质可以是空气或液体。 尽管有上述所有优势，但磁力轴承在广泛普及方面进展缓慢，尤其是在工业和市政泵方面。主要原因是这些系统的复杂性和高昂的相关成本。磁力轴承的成本可能比大型工业泵上的油润滑流体动压轴承系统高出约45,000美元。与简单的滚动轴承系统（例如小型泵）的初始成本相比，AMB的成本劣势甚至更大。成本差异并不是因为磁力轴承硬件（它是一种电磁线圈，可以像电机定子一样经济的绕组，相当便宜）。控制系统是罪魁祸首，其中包括复杂的数字控制、用于监测轴位置的传感器、将轴位置数据传输至控制器的电缆以及将电源从控制器的放大器传输至电磁线圈的电缆的成本。 但初始成本不应是唯一的考虑因素。一流泵用户不会仅根据初始成本购买或升级泵，而是考虑能耗、维护（包括润滑剂和过滤器购买/处理）、备件、运营停机时间和重建成本。轴承是离心泵中仅次于机械密封的第二个最容易发生故障的部件。当考虑到这些其它成本时，磁力轴承会变得更具吸引力。 磁力轴承控制器的寿命有限。控制器故障的平均时间约为8至15年，这取决于电子设备的推动力度。实际的磁力轴承，例如电动机，应该持续大约20到30年，具体取决于环境和绝缘层分解的速度。 此外，必须定期更换控制器冷却系统上的空气过滤器，并应检查监测输出，以确保适当的内部游隙（轴和线圈之间的气隙）和机器振动。此功能在关键机器上特别有用。通过监测潜在的问题，这些智能轴承系统可以在潜在故障发生之前提醒操作员。 |
