磁悬浮轴承技术
磁悬浮轴承的技术进展及发展趋势
磁悬浮轴承的开展现状及应用研究一、磁悬浮技术概述磁悬浮，亦作磁浮，是运用磁铁“同性相斥，异性相吸〞的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮〞，从而使物件不受引力束缚自由浮动，具有无接触、无摩擦、低能耗、低噪声、无需润滑、维护费用低、使用寿命长、高精度以及自动化程度高等优点。
磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学等为一体的机电一体化综合性较强的高新技术，其研究源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。
1966年，美国科学家詹姆斯·鲍威尔和戈登·丹比提出了第一个具有实用性质的磁悬浮运输系统，此后，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等兴旺国家为提高交通运输能力以适应经济开展需要加快筹划磁悬浮运输系统的开发。
随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论及新型电磁材料的开展和转子动力学的进展，磁悬浮技术得到了长足的开展。
至2021年世界上已有三种类型的磁悬浮，一是以德国为代表的常导电式磁悬浮，二是以日本为代表的超导电动磁悬浮，这两种磁悬浮都需要用电力来产生磁悬浮动力。
第三种是中国的永磁悬浮，它利用特殊的永磁材料，不需要任何其他动力支持。
磁悬浮技术应用围及其广泛，涉及工业、民用及军事各个领域，磁悬浮产品涵盖高速精细电主轴、磁悬浮飞轮电池、磁悬浮人工心脏泵，磁悬浮火车、卫星、远程导弹的制导与姿态控制，军事通讯用的UPS，航空发动机的高速转子，潜艇的振动控制与传动噪音，坦克、装甲车的动力储能、磁悬浮冶炼、搬运技术等。
当前，国外对磁悬浮技术的研究热点是磁悬浮轴承和磁悬浮列车，而应用最广泛的是磁悬浮轴承。
二、磁悬浮轴承及其类型磁悬浮轴承也称电磁轴承或磁力轴承，是利用磁场力将轴承无机械摩擦、无润滑的、悬浮在空间的一种新型高性能轴承，其作为一种新颖的支撑部件,是继油润滑、气润滑之后轴承行业的又一次革命性变化, 被誉为21世纪最有开展前景的高新技术之一。
磁悬浮轴承原理
磁悬浮轴承原理磁悬浮轴承是一种高精度、高速度、无接触的轴承，具有很多优点，如低摩擦、低振动、长寿命等。
它主要由控制系统和轴承系统两部分组成，其中轴承系统是实现磁悬浮的关键部分。
本文将详细介绍磁悬浮轴承的原理及其构造。
一、磁悬浮原理1.1 磁力平衡原理磁悬浮轴承利用电磁力来支撑转子，使其不接触定子。
当转子偏离中心位置时，控制系统会根据传感器信号调整电流大小和方向，使得电磁力与重力平衡。
这种平衡状态下，转子可以在空气中自由旋转。
1.2 磁场产生原理为了实现磁力平衡，需要在定子和转子之间产生一个稳定的电磁场。
常用的方法是采用永久磁体和电枢线圈相互作用产生的永久磁场和交变电流产生的交变磁场叠加在一起形成稳定的磁场。
这种方法被称为永磁电磁混合悬浮。
1.3 磁悬浮轴承的分类根据磁场的产生方式，磁悬浮轴承可分为永磁电磁混合悬浮、全电磁悬浮和超导磁悬浮三种。
其中，永磁电磁混合悬浮是最常用的一种。
二、永磁电磁混合悬浮原理2.1 永久磁体产生稳定场在永久磁体的作用下，定子上形成一个稳定的永久磁场。
这个稳定的永久磁场可以提供一个方向和大小不变的参考系，使得转子在旋转时保持相对位置不变。
2.2 交变电流产生控制力在转子上装有线圈，当外加交变电流时，在线圈周围形成一个交变的电流场。
由于转子在这个交变电流场中运动，会感受到一个与线圈中电流方向相反的控制力。
通过调整交变电流方向和大小，可以实现对转子位置和运动状态的精确控制。
2.3 稳定性分析在理想情况下，永磁电磁混合悬浮可以实现完美的平衡和控制。
但实际上，由于永久磁体和线圈之间存在磁场耦合和温度漂移等因素，会导致系统的稳定性变差。
因此，在设计和制造过程中需要考虑这些因素，并采取相应的措施来提高系统的稳定性和可靠性。
三、磁悬浮轴承结构3.1 定子结构定子是支撑转子并产生稳定磁场的部件。
它通常由铜线圈、铁芯和永久磁体组成。
铜线圈通过外部电源供电，产生交变电流场；铁芯起到传导磁场和支撑转子的作用；永久磁体产生一个稳定的永久磁场。
磁悬浮轴承应用发展及关键技术综述
2.1磁悬浮轴承的应用领域
磁悬浮轴承因其独特的优点而广泛应用于以下领域：
1、高速铁路：磁悬浮轴承可以减少车轮和轨道之间的摩擦，提高列车速度 和运行稳定性。
2、航空航天：在航空航天领域，磁悬浮轴承可以消除机械接触，提高系统 安全性。
3、精密制造：在精密制造中，磁悬浮轴承可以实现对工件的无损加工，提 高生产效率。
目前，虽然磁悬浮轴承的研究和应用已经取得了显著的进展，但仍存在控制 精度、能耗和制造成本等问题需要进一步解决。未来的研究方向可以包括探索新 的控制算法提高控制精度，优化电磁材料和线圈设计以降低能耗，以及研究新的 制作工艺和材料以降低制造成本。此外，还可以进一步拓展磁悬浮轴承的应用领 域，如高精度机床、新能源等领域。
磁悬浮轴承的检测技术是保证其性能和质量的重要环节。主要包括运行状态 检测和性能检测两部分。运行状态检测主要是通过传感器实时监测磁悬浮轴承的 工作状态，如位置、速度、加速度等。性能检测主要包括电磁铁的电气性能、磁 悬浮轴承的振动和噪声等。通过这些检测，可以全面评价磁悬浮轴承的性能和质 量。
结论
本次演示对磁悬浮轴承的应用发展及其关键技术进行了全面综述。总结了磁 悬浮轴承在高速铁路、航空航天、精密制造和医疗设备等领域的应用现状，指出 了存在的问题和发展趋势。同时，详细探讨了磁悬浮轴承的设计、制作和检测技 术，总结了各自的特点和挑战。
总结：
主动磁悬浮轴承控制器是一种创新性的技术，它可以提高旋转机械的效率和 稳定性，降低维护成本，并提供远程控制功能。随着科技的发展，这项技术将进 一步得到优化和改进，并应用于更多的领域。未来，主动磁悬浮轴承控制器将成 为旋转机械的重要组成部分，并将推动工业的发展和创新。
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引言
随着科技的不断发展，磁悬浮轴承作为一种新型的轴承技术，因具有无接触、 低摩擦、长寿命等优点而受到广泛。本次演示旨在综述磁悬浮轴承的应用发展及 其关键技术，以期为相关领域的研究提供参考。
动力磁悬浮轴承的特点及关键技术
3江苏省教育厅资助项目(00K JB460009)收稿日期:2002-5-3动力磁悬浮轴承的特点及关键技术3扬州大学(225009) 李益民 陈 芳 曾 励摘要: 基于普通的径向磁悬浮轴承,提出了一种新型的机电一体化零件———具有电机机能的动力磁悬浮轴承,分析其小形、超高速、大扭矩的应用特点和工作原理,并指出了动力磁悬浮轴承理论研究的关键技术。
关键词 动力磁悬浮轴承 旋转偏磁磁通 旋转控制磁通 旋转机械 无轴承电机The Development and The K ey T echnology of the Pow er Magnetic B earingLi Yi -ming Chen F ang Z eng LiAbstract :Based on the principle of radial magnetic bearing ,the paper presented a new type machatronics part the power magnetic bearing (P -MB )with mortor ’s function.And discussed its minitype 、ultra high speed and big torque characteristics ,talked about its development and the principle.The key technology of the P-MB was deliverd in addtion.K ey Words :power magnetic bearing ;rotary bias magnetic flux ;rotary control flux ;rotary machinery ;bearingless motor1 动力磁悬浮轴承的提出及特点 任何旋转机械均少不了支承转子的轴承和驱动其转动的电机。
磁悬浮轴承原理图
磁悬浮轴承原理图磁悬浮轴承是一种利用磁力悬浮支撑旋转机械轴的轴承，它不需要接触式的机械支撑，能够实现非接触式的旋转支撑，因此具有无磨损、无摩擦、无振动、无噪音、无润滑等优点，被广泛应用于高速旋转机械领域。
磁悬浮轴承的原理图如下：（图1，磁悬浮轴承原理图）。
磁悬浮轴承由上、下磁悬浮子系统和控制系统组成。
上磁悬浮子系统包括定子和励磁系统，下磁悬浮子系统包括转子和传感器系统。
定子是由一组电磁铁组成的，这些电磁铁被固定在机械设备的外部。
当电流通过这些电磁铁时，它们会产生磁场，这个磁场会与转子上的磁体相互作用，从而使转子悬浮在定子上并保持旋转。
励磁系统是用来提供电流给定子上的电磁铁的系统。
它通常由功率放大器、传感器和控制器组成。
传感器用来监测转子的位置和速度，控制器根据传感器的反馈信号来调节功率放大器输出的电流，以维持转子的稳定悬浮。
转子是由一组永磁体组成的，这些永磁体被固定在机械设备的内部。
当定子上的电磁铁产生磁场时，它们会与转子上的永磁体相互作用，从而使转子悬浮在定子上并保持旋转。
传感器系统用来监测转子的位置和速度，它通常由位移传感器和速度传感器组成。
位移传感器用来监测转子相对于定子的位置，速度传感器用来监测转子的旋转速度。
传感器系统将监测到的数据反馈给控制系统，控制系统根据这些数据来调节励磁系统的输出，从而维持转子的稳定悬浮。
控制系统是用来控制励磁系统的系统，它通常由控制器、传感器和功率放大器组成。
控制器根据传感器系统反馈的数据来调节功率放大器的输出，以维持转子的稳定悬浮。
总的来说，磁悬浮轴承利用电磁力实现了旋转机械轴的非接触式支撑，它由上、下磁悬浮子系统和控制系统组成，通过励磁系统和传感器系统来实现转子的稳定悬浮。
磁悬浮轴承具有无磨损、无摩擦、无振动、无噪音、无润滑等优点，被广泛应用于高速旋转机械领域。
神奇的磁悬浮轴承压缩机下一代节能方向？
神奇的磁悬浮轴承压缩机下一代节能方向？什么是磁悬浮轴承磁悬浮轴承(Magnetic Bearing)是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。
其原理是磁感应线与磁浮线成垂直，轴芯与磁浮线是平行的，所以转子的重量就固定在运转的轨道上，利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑，形成整个转子悬空，在固定运转轨道上。
敬请关注：磁悬浮轴承含义与传统的滚动轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁悬浮轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。
磁悬浮事实上只是一种辅助功能，并非是独立的轴承形式，具体应用还得配合其它的轴承形式，例如磁悬浮滚珠轴承、磁悬浮含油轴承、磁悬浮汽化轴承等等。
磁轴承的分类按照磁力的提供方式,磁轴承可分为如下三大类：■有源磁轴承(Active Magnetic Bearing简称AMB),也称为主动磁轴承,磁场是可控的,通过检测被悬浮转子的位置,由控制系统进行主动控制实现转子悬浮;■无源磁轴承（Passive Magnetio Bearing简称PMB),也称为被动磁轴承,以永磁体或超导体实现对转子部分自由度的支承;■混合磁轴承(永磁偏置)(Hybrid Magnetic Bearing简称HMB),其机械结构中包含了电磁铁和永磁体或超导体。
磁轴承利用电磁铁和铁磁材料之间的吸力实现转子的无接触悬浮,如果电磁铁中通过的是恒定励磁电流,则转子属于不稳定系统,微小的扰动就能使转子偏离平衡位置而无法复原,因此必须对磁轴承施加主动控制才能使转子稳定工作。
磁悬浮轴承应用主动磁悬浮轴承在国内还没有达到实用的技术，在国外则在一些领域实现了应用，如透平机、膨胀机、压缩机等等。
磁悬浮轴承在高速机械中的应用研究
磁悬浮轴承在高速机械中的应用研究引言随着科学技术的迅速发展，高速机械的应用范围也越来越广泛。
而在高速机械中，轴承的性能直接影响着机械的稳定性、寿命和效能。
传统的机械轴承在高速运转时容易产生摩擦和磨损，这些问题限制了高速机械的进一步发展。
而磁悬浮轴承作为一种新型轴承技术，具有无接触、无磨损和高速运转的优点，因此其在高速机械中的应用研究备受关注。
磁悬浮轴承的工作原理磁悬浮轴承是利用磁力场支撑和定位旋转机械元件的一种轴承。
它通过利用磁力场来产生支撑力，以实现无接触的轴承效果。
磁悬浮轴承通常由两部分组成：被浮动支撑的转子和固定在机座上的定子。
定子上的电磁线圈产生磁场，使转子中的永磁体受到吸引或排斥力，从而实现转子的悬浮。
通过对磁场进行控制，可以实现对转子的径向和轴向稳定性控制，从而实现高速旋转。
磁悬浮轴承的优势磁悬浮轴承相比于传统的机械轴承具有许多优势。
首先，磁悬浮轴承没有接触和磨损，能够降低能量损耗和噪音产生。
其次，磁悬浮轴承能够通过控制磁场实现对转子的稳定性控制，提高机械的精度和可靠性。
此外，磁悬浮轴承还可以实现旋转机械的非接触传动，避免了传统轴承在高速运转时容易产生的振动和共振问题，从而提高了机械的运行效率和寿命。
磁悬浮轴承的应用领域由于其独特的优点，磁悬浮轴承被广泛应用于各种高速机械中。
例如，在磁浮列车中，磁悬浮轴承大大减小了列车与轨道之间的摩擦和磨损，提高了列车的运行速度和安全性。
在风力发电机中，磁悬浮轴承能够实现风轮的高速旋转，提高了发电的效率。
在航天器中，磁悬浮轴承能够提供无接触的结构，降低了航天器的重量和噪音，提高了航天器的可靠性。
此外，磁悬浮轴承还在涡轮机、离心机等高速机械中得到了应用。
磁悬浮轴承的挑战和发展趋势尽管磁悬浮轴承在高速机械中有许多优势，但其在应用研究中也面临一些挑战。
首先，磁悬浮轴承系统的控制和稳定性较为复杂，对控制系统的要求较高。
其次，磁悬浮轴承的制造和维护成本较高，限制了其在一些领域的推广。
磁悬浮轴承简介
磁力轴承简介磁悬浮轴承又称磁力轴承，是目前世界上公认的高新技术之一。
陆地上广泛采用的是主动控制磁悬浮轴承（简称主动磁轴承-AMB），它是利用可控磁场力提供无接触支承、使转子稳定悬浮于空间且其动力学性能可由控制系统调节的一种新型高性能轴承，是一种典型的机电一体化产品。
其技术涉及到机械学、电磁学、电子学、材料学、转子动力学、控制理论和计算机科学等。
由于磁力轴承具有无接触、无磨损、高速度、高精度、无需润滑和密封等一系列优良品质（能耗是传统机械轴承的5-20%，是空气静压轴承的10-20%；若用于机床，其切除量可提高3-6倍，进给速度提高5-10倍，切屑力降低30%），是本世纪最有发展前途的主导轴承之一。
一、发展历史简述1972年，法国最早将磁力轴承用于通讯卫星的导向飞轮支承上。
美国于1983年在航天飞机的实验室真空泵上采用了磁力轴承。
1986年日本在H-1火箭进行的磁浮飞轮空间实验上获得了成功应用。
民用第一个产品是1983年，第五届欧洲机床展上，S2M公司展出了磁悬浮电主轴部件。
二、主要性能参数目前，磁力轴承可达的技术指标范围至少为：1）转速：（0~8）×105 r/min2）直径14~600 mm3）单个轴承承载力：（0.3~5）×104 N4）使用温度范围：-253~450 °C三、应用范围根据国际上发表的文献统计，磁力轴承可推广应用的领域如下表（此外还可用于飞轮储能、减震器、尖端武器等）：四、应用图解典型的五自由度磁轴承-转子系统工作原理及其应用参见下页附图。
五、国内发展及应用现状国内磁力轴承的发展及应用，整体还停留在实验室研究阶段，工业应用很少，水平要落后世界先进水平10-20年。
但在某些方面的研究已经接近甚至达到世界先进水平。
国内在磁力轴承研究具有代表性的机构有清华大学和浙江大学（主要致力于磁轴承高频电主轴和阻尼器的研究）、上海交大和上海微电机研究所（惯性器件和仪器）、西安交大（磁力轴承力学特性研究）、哈工大和广州机床研究所（卫星姿态控制飞轮和机床主轴）等数十家。
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磁悬浮轴承技术摘要：磁悬浮轴承是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。
与传统的滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁悬浮轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。
关键词：磁悬浮轴承；发展历史；原理；分类；特点；应用The technology of Magnetic BearingAbstract:Magnetic bearings is to use the magnetic force of the rotor is suspended in the air, the rotor and the stator without mechanical contact. With conventional ball bearings, sliding bearings and oil film bearings, magnetic bearings there is no mechanical contact with the rotor can run to a high speed, with the mechanical wear, low energy consumption, low noise, long life, no lubrication, no oil pollution, etc., especially suitable for high-speed, vacuum, clean and other special environments.Keywords:Magnetic bearings；History；classification; characteristic; application1 引言磁悬浮轴承也称电池轴承或磁力轴承，是新一代的非接触支撑部件，已广泛地应用于空间技术、机械加工、机器人等众多领域，其实物体外形如图1所示。
它利用磁场力将轴杆无机械摩擦、无润滑的悬浮在空间中，是磁悬浮原理在动力机械邻域中的一个典型应用案例。
磁悬浮轴承具有传统轴承无法比拟的许多优越性能，如容许转子达到很高的转速，轴承功耗小，转子与定子之间可实现无摩擦的相对运动，维护成本低，寿命长等。
图1：磁悬浮轴承2 磁悬浮轴承的发展历史利用磁力使物体处于无接触悬浮状态的设想由来己久,但实现起来并不容易。
早在1842年,Earnshow就证明[1]：单靠永久磁体是不能将一个铁磁体在所有6个自由度上都保持在自由稳定的悬浮状态的。
然而,真正意义上的磁悬浮研究是从本世纪初的利用电磁相吸原理的悬浮车辆研究开始的。
1937年,德国Kenper即申请了第一个磁悬浮技术专利,他认为要使铁磁体实现稳定的（1）磁悬浮,必须根据物体的悬浮状态不断地调节磁场力的大小,即采用可控电磁铁才能实现,这一思想成为之后开展磁悬浮列车和磁悬浮轴承研究的主导思想。
同一时期,美国大学的Virginia和Beams也对磁悬浮理论进行了研究,他们采用电磁悬浮技术悬浮小球,并通过钢球高速旋转时能承受的离心力来测定试验材料的强度,测量过程中钢球所达到的最高旋转速度为。
在这一转速下,钢球由于离心力的作用而爆裂，他们据此来推算材料的强度极限。
这可能是世界上最早采用磁悬浮技术支撑旋转体的应用实例。
伴随着现代控制理论和电子技术的飞跃发展,本世纪60中期对磁悬浮技术的研究跃上了一个新台阶。
英国、日本、德国都相继开展了对磁悬浮列车的研究。
磁悬浮轴承的研究是磁悬浮技术发展并向应用方向转化的一个重要实例。
据有关资料记载：1969年,法国军部科研实验室（LRBA）磁悬浮轴承的研究;1969 年,将第一个磁悬浮轴承用于卫星导向轮的支撑上,从而揭开了磁悬浮轴承发展的序幕。
此后磁悬浮轴承很快被应用到国防、航天等各个领域。
美国在1983年11月搭载于航天飞机上的欧洲空间试验仓里采用了磁悬浮轴承真空泵；日本将磁悬浮轴承列为80年代新的加工技术之一,1984年,S2M公司与日本精工电子工业公司联合成立了日本电磁轴承公司,在日本生产、销售涡轮分子泵和机床电磁主轴等[2-4]。
经过30多年的发展,磁悬浮轴承在国外的应用场合进一步扩大。
从应用角度看,在高速旋转和相关高精度的应用场合磁悬浮轴承具有极大的优势并已逐渐成为应用研究的主流。
我国对磁悬浮轴承的研究始于60年代,但由于社会条件和技术水平的限制,我国在这方面的研究比国外先进国家落后近年。
1986 年 ,广州机床研究所与哈尔滨工业大学首先对“磁力轴承的开发及其在 FMS 中的应用”这一课题进行了研究。
此后 ,清华大学、西安交通大学、天津大学、山东科技大学、南京航空航天大学、上海大学等都在进行这方面的研究工作。
目前在工业上得到广泛应用的基本上都是传统的磁悬浮轴承 ( 需要位置传感器的磁悬浮轴承) , 这种轴承需要5个或10个非接触式位置传感器来检测转子的位移。
由于传感器的存在,使磁悬浮轴承系统的轴向尺寸变大、系统的动态性能降低,而且成本高、可靠性低。
由于结构的限制 ,传感器不能装在磁悬浮轴承的中间,使系统的控制方程相互耦合,控制器设计更为复杂。
此外,由于传感器的价格较高,从而导致磁悬浮轴承的售价很高,大大限制了它在工业上的推广应用。
如何降低磁悬浮轴承的价格,一直是国际上的热点研究课题。
最近几年,结合磁悬浮轴承和无传感器检测两大研究领域的最新研究成果,诞生了一个全新的研究方向———无传感器的磁悬浮轴承。
即不需要设计专门的位移传感器 ,转子的位移是根据电磁线圈上的电流和电压信号而得到的。
这类磁悬浮轴承在以下几个方面得到了显著的改善和提高:转子的轴向尺寸变小 ,系统的动态性能得到提高;进一步提高了磁悬浮轴承的可靠性;便于设计磁悬浮轴承的控制器;价格会显著下降。
[5]3 磁悬浮轴承的分类、原理及其特点3.1 磁悬浮轴承的分类磁悬浮轴承按照磁力提供方式，可分为有源磁悬浮轴承（由电磁铁提供磁力,也称主动磁轴承）如图2；无源磁悬浮轴承（由永久磁铁提供磁力,也称被动磁悬浮轴承）如图4；混合磁悬浮轴承（由永久磁铁和电磁铁提供磁力）如图3。
需要指出的是与主动磁悬浮轴承相比,被动磁悬浮轴承具有系统设计简单,并在无控制环节的情况下即可稳定。
但是它不能产生阻尼,亦即缺少像机械阻尼或像主动轴承那样的附加手段,因此这个系统的稳定域是很小的,外界激扰的小变化也会使它趋于不稳定。
被动磁悬浮轴承已被用于陀螺仪表,但在目前只需相对低廉的成本即可实现功能很强的控制的条件下,尽管人们还在对主动磁悬浮轴承进行研究,但从某种意义上说已将其弃之。
（2）图2：无源磁悬浮轴承图3：混合磁悬浮轴承图4：无源磁悬浮轴承3.2 主动磁悬浮轴承的原理图2所示是一个简单的有源磁悬浮轴承系统。
它由转子、传感器、控制器和执行器四大部分组成,其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。
设电磁铁绕组上电流为I0,它对转子产生的吸力F和转子的重力mg呵相平衡,转子处于悬浮的平衡位置,这个位置也称为参考位置。
假设在参考位置上,转子受到一个向下的扰动,就会偏离其参考位置向下运动,此时传感器检测出转子偏离其参考位置的位移,控制器将这一位移信号变换成控制信号,功率放大器又将该控制信号变换成控制电流I0+i ,相对于参考位置,此时的控制电流I0由增加到I0+i ,因此电磁铁的磁力变大了,从而驱动转子返回到原来的平衡位置。
因此,不论转子受到向上或向下的扰动,转子3始终能处于稳定的平衡状态。
3.3 磁悬浮轴承的特点磁悬浮轴承的工作特点及可实现控制系统的闭环控制,所以具有传统轴承无法比拟的许多优越性能。
具体表现在：（1）容许转子达到很高的转速；（2）轴承功耗小（3）转子与定子之间可实现无摩擦的相对运动,维护成本低,寿命长（3）（4）轴承无需润滑,对环境的污染小,轴承工作工况好；（5）轴承的动力学参数(如刚度、阻尼等)可以通过调节控制器参数方便地进行调节,回转精度可以达到μm级或更高,刚度可以根据实际要求来设计；（6）可以从控制系统直接获得运行信息,便于实现运行状态的监测（7）可以作为振动阻尼器和振动发生器,通过有意激励转子来测试未知转子的系统性。
磁悬浮支撑的各种优越性使它在真空及超净室技术、机床、透平机械和离心机技术3个领域中得到了应用[6]。
（1）真空及超净室技术：轴承不存在任何机械磨损,因而也不会引起相关的污染,必要时甚至可以将轴承安排在真空容器外面,使磁场力透过容器壁发生作用；（2）机床：主要优点是在相对高承载能力的条件下能够保持高精度和高转速（3）透平机械和离心机：优点是能对振动予以控制和阻尼,并获得预定的动态性能,由于没有润滑剂,也就不需要密封,可进一步简化结构4 磁悬浮轴承的应用举例—磁悬浮空调4.1 磁悬浮空调的提出作为一项高技术产品，磁悬浮轴承由于其价格昂贵，过去只被用于航天工程。
从上世纪末开始，磁悬浮技术被研发和创新并逐渐应用于中央空调机组。
1992年，澳大利亚捷丰集团（Multistack）的一位技术人员开始进行无油磁悬浮离心式制冷压缩机的研究。
1993年，Multistack 公司成立了一个TURBOCOR R&D部门，专门研究磁悬浮轴承应用于制冷压缩机。
10年之后，这项研究终于获得了成功，磁悬浮轴承制冷压缩机已经能够应用制冷和空调产品，这项技术并且在2003年的美国Chicago& ASHRAE/AHR展览上获得了Energy&Innovation奖。
4.2 传统制冷压缩机与磁悬浮制冷压缩机的比较在传统的制冷压缩机中，机械轴承是必需的部件，并且需要有润滑油以及润滑油循环系统来保证机械轴承的工作。
在所有烧毁的压缩机中，实际上有90%是由于润滑的失效而引起的。
而机械轴承不仅产生磨擦损失，润滑油随制冷循环而进入到热交换器中，在传热表面形成的油膜成为热阻，影响换热器的效率，并且过多的润滑油存在于系统中对制冷效率带来很大的影响。
因此，机械轴承在压缩机中是不得不有的东西。
磁悬浮轴承利用磁场，使转子悬浮起来，从而在旋转时不会产生机械接触，不会产生机械磨擦，不再需要机械轴承以及机械轴承所必需的润滑系统。
在制冷压缩机中使用磁悬浮轴承，所有因为润滑油而带来的烦恼就不再存在了。
这种新型的压缩机并且是一种两级压缩机的离心式压缩机。
在各种制冷压缩机中，离心式压缩机通常具有最理想的效率。
新型的压缩机还结合了数字变频控制技术，压缩机的转速可以在15000rpm~48000rpm之间调节，使压缩机的制冷量最低可以工作在20%的负荷。
数字控制技术使压缩机成为世界上第一种数字式压缩机，它甚至可以归类为电器产品。
无摩擦和离心压缩方式使压缩机获得了高达COP=5.6的满负荷效率，而变频控制技术则使压缩机获得了IPLV=0.41kW/ton极其优异的部分负荷效率。