微型電磁軸承的概況
隨著超高速、超微旋轉(zhuǎn)機械的不斷發(fā)展,低摩擦、高效率、穩(wěn)定性好的軸承成為必然之需,微型電磁軸承是其中之一。盡管科技人員對宏觀旋轉(zhuǎn)機械中的電磁軸承進行了大量的研究,但其在微機械中的應(yīng)用尚處于起步階段。與宏觀電磁軸承相比,微型電磁軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其磁體材料與大多數(shù)微加工技術(shù)不兼容,且對于動力MEMS來說,由于受溫度的影響,電磁軸承需增加冷卻系統(tǒng)以控制電磁軸承溫度,同時,由于電磁軸承的不穩(wěn)定性,需要添加反饋穩(wěn)定系統(tǒng),這樣就會加劇整個微型旋轉(zhuǎn)機械系統(tǒng)的復(fù)雜性。
微型磁軸承Qin等[13, 14]探討了微型電磁軸承與宏觀電磁軸承的差別,即采用微加工技術(shù)制作微型電磁軸承的可行性問題和電磁材料的相對滲透性問題,研制了定、轉(zhuǎn)子直徑分別為2.1mm和2. 6mm,厚度為250μm的微型電磁軸承,定、轉(zhuǎn)子間的氣隙間隙為10μm,如圖2所示,報道了微型電磁軸承的相關(guān)設(shè)計、加工制造和控制問題及測試情況,并建立動力學(xué)模型來確定各種不同的控制參數(shù)。Kroki等[15]對微型電磁軸承施行單軸控制的方法,使直徑為2mm的微轉(zhuǎn)子受到磁力作用而懸浮運轉(zhuǎn),實驗結(jié)果表明,徑向載荷為0. 16N,轉(zhuǎn)子最高速度為39 000r/min。此外,Fernandez等還設(shè)計了一種微型永磁軸承。