载冷剂：磁悬浮轴承的工作原理简析

水是大型中央空调的制冷系统常用载冷剂，它的冷量是由制冷侧的冷源提供的。随着近年来节能环保意识的增强，越来越多的节能技术走进我们的视野。其中磁悬浮压缩机的应用也越来越广泛，因其节能寿命长等特点越来越受到市场的关注。对于磁悬浮压缩机来说，与普通压缩机最主要的区别在于其轴承，采用的是磁悬浮的方式。

磁悬浮轴承是靠磁场力支承载荷或悬浮转子的一种支承形式。近年来，这种轴承发展很快，特别在高速、低摩阻、高（低）温及真空环境下的应用。磁悬浮轴承与其他支承形式相比有其独特的优越性，非常有发展前景。那么磁悬浮轴承究竟是如何工作的呢？

电磁铁布置成径向轴承和轴向轴承的形式，并提供磁拉力以抬起旋转机器的转轴。电磁铁中的电流由一个精确的数字式控制柜调节，提供磁力随时应对外部负载的变化以保持转轴良好居中。这样，转轴被无接触抬起，而且轴承的刚度和阻尼均可由一个数字式控制柜来调节。这些特点增强了高速旋转机器的性能，使设备具有高可靠性、低能耗的显著特点。

磁悬浮轴承根据其控制方式、磁能来源、结构形式等分类。此外，还可以按磁场类型划分为永久磁铁型、电磁铁型和永久磁铁—电磁铁混合型。也可按轴承悬浮力类型划分为吸力型和斥力型。超导磁力轴承还分为低温超导和高温超导两种。

以上各种分类中不同类型之间还存在一些特殊限制，应特别注意：

• 永磁型轴承只能是无源型(被动型)，而无源型轴承不可能在3个方向上都稳定，至少有1个方向应采用有源型。
• 直流激励型轴承只能是有源型(主动型)。
• 纯电磁铁型轴承只能是5自由度控制型轴承，其体积、质量和功耗都比较大。
• 斥力型磁力轴承，由于磁力利用率低，结构较吸力型复杂，一般很少采用。

磁悬浮轴承的特点主要有：

1. 摩擦小，功耗低，可实现超高速运转。
2. 支撑精度高，工作稳定，可靠。
3. 可在高温、深冷及真空环境下运转。
4. 结构复杂，要求条件苛刻，对环境有磁干扰，但无其他污染。
5. 完全消除磨损，理论寿命是无限的。
6. 转速只受轴承材料限制。
7. 精度高可达微米级。
8. 功耗为普通轴承的10%。
9. 阻尼、刚度可控，便于智能控制。
10. 转子的运转特性可以监控和控制。
11. 无润滑、密封装置，没有环境污染。

磁悬浮轴承在压缩机行业的应用

磁悬浮轴承可用于高速透平机器，诸如离心压缩机和风机、气体透平膨胀机和真空涡轮分子泵。其它的应用包括半导体工业的机器人、燃气透平机、飞轮储能，等等。磁悬浮轴承和高速永磁同步电机结合，可以用于空气和制冷离心压缩机。其主要优点是降低能耗。此外，取消了润滑油系统，避免了搬运和回收处理制冷剂-饱和润滑油的混合液。无接触的磁悬浮轴承和高速电机可以明显降低噪声。相同的高能效方案还可以用于离心风机和离心空气压缩机上。

目前以国内的磁悬浮轴承技术，主要用于制冷离心压缩机，在空气、天然气离心压缩机应用方面暂未有显著成果。但若能突破，离心式压缩机小型化将会取得极大进步。冰河冷媒载冷剂广泛用做工业低温载冷剂，制药高低温载冷剂，工业防冻液，中央空调防冻液，太阳能防冻液，汽车防冻液，激光防冻液等。