【壓縮機網(wǎng)】磁懸浮技術(shù)是指利用磁力克服重力使物體懸浮的一種技術(shù)，它是利用懸浮磁力使物體處于一個無摩擦、無接觸懸浮的平衡狀態(tài)。
磁懸浮系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)子、傳感器、控制器和執(zhí)行器4部分組成，其中執(zhí)行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。磁懸浮因不存在機械接觸，具有以下優(yōu)點：第一，完全無磨損、無污染，可在真空和腐蝕性介質(zhì)中長期使用；第二，完全無機械摩擦，功耗小、噪聲低、效率高，不需潤滑和密封，可用于高速工程，解決高速機械設(shè)計中的潤滑和能耗問題。
例如磁懸浮高速電機是利用磁懸浮軸承的電磁力把高速電機的轉(zhuǎn)子懸浮起來，可以達到極高轉(zhuǎn)速。運轉(zhuǎn)過程中無摩擦免維護，使用壽命更長，并且高效節(jié)能可靠性高。
再如磁懸浮軸承，主動控制磁懸浮軸承是利用電磁鐵線圈中的電流產(chǎn)生不接觸的可控電磁力來使轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)于穩(wěn)定懸浮狀態(tài)的一種裝置。常用的磁懸浮軸承系統(tǒng)由徑向磁軸承、軸向磁軸承、傳感器、轉(zhuǎn)子、控制器和執(zhí)行器組成，是涉及轉(zhuǎn)子動力學(xué)、機械學(xué)、電工電子學(xué)、控制工程、磁性材料、測試技術(shù)、數(shù)字信號處理等多學(xué)科技術(shù)。
與接觸式機械軸承相比，磁懸浮軸承具有顯著的性能優(yōu)勢：
· 無機械接觸、無摩擦、免潤滑、高效率、低噪音、轉(zhuǎn)速可高達十萬轉(zhuǎn)以上。
· 功耗僅為接觸類軸承的1/20～1/5，比如4.5MW磁懸浮主氦風(fēng)機功耗僅為10kW。
· 自動不平衡控制算法，可消除轉(zhuǎn)子不平衡振動和噪聲。
· 壽命長達幾十年，減少了后期維護和服務(wù)成本，且內(nèi)置檢測和診斷功能，保證了系統(tǒng)的高性能和可靠性。
· 支撐剛度和阻尼特性可以主動控制，能實現(xiàn)轉(zhuǎn)子平穩(wěn)跨臨界轉(zhuǎn)速，提高設(shè)備整體性能。
· 可工作在高低溫環(huán)境，高溫軸承可在550℃長期連續(xù)運行。
一、磁懸浮在壓縮機及相近領(lǐng)域的產(chǎn)品種類
1.磁懸浮空氣壓縮機
磁懸浮空氣壓縮機采用磁懸浮軸承、變頻、高速永磁同步電機和高速葉輪等核心技術(shù)，主要作用為壓縮空氣。磁懸浮空氣壓縮機的主動式磁懸浮軸承可將空氣壓縮機轉(zhuǎn)子保持在最佳位置，變頻技術(shù)實現(xiàn)壓縮機的低電流啟動和全工況智能調(diào)節(jié)，高速電機和高速葉輪的應(yīng)用使得整機效率高，體積小、重量輕。磁懸浮空氣壓縮機可廣泛應(yīng)用于紡織、冶金、化工、發(fā)酵、玻璃、制藥和造紙等行業(yè)。
2.磁懸浮離心式鼓風(fēng)機
磁懸浮離心式鼓風(fēng)機屬于采用磁懸浮軸承技術(shù)的流體機械設(shè)備。主要作用是通過排送氣體，提供氣體動力，隨轉(zhuǎn)軸一同做高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動空氣從蝸殼的進氣口進入，空氣在蝸殼的導(dǎo)向與增壓作用下成為具有一定流速與壓力的氣體，最后從蝸殼的出氣口對外排送，從而實現(xiàn)風(fēng)機的物理功能。產(chǎn)品外部由機柜殼體包裹，內(nèi)部由流體系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。
磁懸浮離心式鼓風(fēng)機主要由磁懸浮軸承系統(tǒng)、電機系統(tǒng)和流體部件組成。磁懸浮軸承控制器通過位移傳感器實時監(jiān)測轉(zhuǎn)子振動信號，將經(jīng)過計算的調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換為控制電流，輸入磁軸承線圈產(chǎn)生電磁力，控制轉(zhuǎn)軸保持懸浮狀態(tài)；變頻器采用空間矢量算法，可以產(chǎn)生高質(zhì)量的高頻輸出電流，控制高速永磁同步電機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)；高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對氣體做功，使得氣流源源不斷地被吸入，壓縮后的氣體壓力升高，通過蝸殼收集后經(jīng)擴壓管排入用戶的終端管道。磁懸浮軸承確保轉(zhuǎn)子可以在無機械接觸的情況下高速旋轉(zhuǎn)，減少了機械損失，減少了維護，從而可以大大提高鼓風(fēng)機的綜合能效。磁懸浮離心式鼓風(fēng)機可應(yīng)用的細分領(lǐng)域包括污水處理、印染、化工、食品、制藥、造紙等行業(yè)，節(jié)能效果顯著。
3.磁懸浮冷水機組
磁懸浮冷水機組是用磁懸浮制冷壓縮機替代傳統(tǒng)的螺桿壓縮機或定頻離心壓縮機而形成的新型冷水機組。由于采用磁懸浮技術(shù)，壓縮機運轉(zhuǎn)時無機械接觸，無需潤滑油，系統(tǒng)的壓縮效率、換熱效率都得到極大提高，且由于系統(tǒng)無油，減少了大量的維保費用。磁懸浮冷水機組可用于辦公大樓、酒店、醫(yī)院、商場、學(xué)校等對舒適性有要求的場所及工業(yè)制造、數(shù)據(jù)中心、實驗室、食品、農(nóng)業(yè)等對工藝和環(huán)境溫度有要求的場所。
磁懸浮真空泵是一種新型的透平真空泵，主要采用磁懸浮軸承、高速大功率永磁同步電機、高頻輸出變頻器、高強度三元流鈦合金葉輪等核心技術(shù)。高速旋轉(zhuǎn)的葉輪持續(xù)抽氣，形成負壓環(huán)境，滿足工藝生產(chǎn)的需求。磁懸浮真空泵運轉(zhuǎn)時無機械接觸、摩擦，降低了機械損失，減少了維護保養(yǎng)的工作量，同時三元流葉輪的使用也使得氣動效率大幅提升，節(jié)能效果顯著，目前已經(jīng)在造紙、氧化鋁、變壓吸附制氧等多個領(lǐng)域廣泛使用。
二、磁浮技術(shù)在壓縮機及相近領(lǐng)域的發(fā)展階段
1.空氣壓縮機行業(yè)
空氣壓縮機在我國大致經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段。
八十年代開始，我國市場上主要的壓縮機產(chǎn)品為活塞式壓縮機，下游企業(yè)對螺桿式壓縮機的認(rèn)識不足，需求量不大。這個階段，阿特拉斯·科普柯、英格索蘭及美國壽力等國外品牌先后進入中國市場，而國產(chǎn)品牌還不成熟，所以進口品牌在螺桿空氣壓縮機市場占據(jù)主導(dǎo)地位。
2000年之后，隨著我國經(jīng)濟進入高速增長期，螺桿式壓縮機下游行業(yè)的飛速發(fā)展帶動國內(nèi)螺桿式空氣壓縮機市場需求快速增長，市場上一時間出現(xiàn)大量的螺桿式壓縮機生產(chǎn)企業(yè)，螺桿式壓縮機生產(chǎn)企業(yè)進入高速發(fā)展期。隨著螺桿式對活塞式的逐步替代，我國活塞式空氣壓縮機的市場需求逐步下降，但鑒于活塞式空氣壓縮機較為低廉的價格，其市場需求仍保持一定水平。
目前，經(jīng)歷了起步、成長兩個階段，我國空壓縮機行業(yè)已進入穩(wěn)定發(fā)展階段。同時，隨著用氣品質(zhì)和節(jié)能降耗的要求提升以及技術(shù)進步，現(xiàn)代空氣壓縮機產(chǎn)品正朝著小型化、輕量化、機電一體化的方向發(fā)展，各種低能耗、無油化的產(chǎn)品逐漸成亮點。在前期發(fā)展過程中注重技術(shù)積累的企業(yè)在競爭中的優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)，永磁變頻螺桿式空氣壓縮機、兩級壓縮螺桿式空氣壓縮機、無油螺桿式空氣壓縮機、磁懸浮離心式空氣壓縮機等提倡節(jié)能減耗、綠色環(huán)保的機型，在市場競爭中脫穎而出。
2.鼓風(fēng)機行業(yè)
我國鼓風(fēng)機制造始于20世紀(jì)50年代，經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段。
20世紀(jì)50年代，該階段主要為單純仿造國外產(chǎn)品為主；20世紀(jì)80年代，我國主要鼓風(fēng)機生產(chǎn)廠家開始施行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化聯(lián)合設(shè)計，大幅提高了整體設(shè)計制造水平，也開發(fā)了適合當(dāng)時需求的鼓風(fēng)機產(chǎn)品；20世紀(jì)90年代，國外學(xué)者創(chuàng)造性地將三元流理論在離心鼓風(fēng)機上實現(xiàn)應(yīng)用，部分生產(chǎn)廠商據(jù)此設(shè)計制造出了單級離心鼓風(fēng)機產(chǎn)品，也初步具備了離心鼓風(fēng)機的設(shè)計和制造能力；2000年以后，鼓風(fēng)機行業(yè)整體技術(shù)水平快速提升，國產(chǎn)鼓風(fēng)機基本能夠滿足我國工業(yè)生產(chǎn)的需求，我國鼓風(fēng)機行業(yè)產(chǎn)量整體呈現(xiàn)上升趨勢，并開始逐步替代進口。
磁懸浮概念于19世紀(jì)中葉被提出，歐洲、美國和日本等國家在20世紀(jì)60年代開始大力開展磁懸浮軸承的研究工作。2000年以前，國內(nèi)鼓風(fēng)機市場主要由羅茨鼓風(fēng)機和傳統(tǒng)離心鼓風(fēng)機生產(chǎn)廠商占據(jù)，經(jīng)歷了技術(shù)引進、消化吸收、自主創(chuàng)新和進口替代的發(fā)展歷程。隨著國外磁懸浮技術(shù)的成熟，國內(nèi)開始引進國外的磁懸浮離心式鼓風(fēng)機，但尚不具備自主研發(fā)生產(chǎn)能力。
自20世紀(jì)90年代中期，國外開始研究高速磁懸浮電機，相繼出現(xiàn)了永磁同步型磁懸浮電機、開關(guān)磁阻型磁懸浮電機、感應(yīng)型磁懸浮電機等各種類型，主要應(yīng)用于離心壓縮機。進入21世紀(jì)，隨著制造工藝技術(shù)的進步、控制理論與智能信息技術(shù)的發(fā)展，磁懸浮軸承技術(shù)趨于成熟，產(chǎn)品的性能也得到了優(yōu)化和提高。
3.真空泵行業(yè)
真空泵是用來獲得真空環(huán)境的系統(tǒng)，主要是為用來產(chǎn)生、改善和維持真空環(huán)境的裝置，是半導(dǎo)體、科學(xué)儀器、化工、制藥行業(yè)、造紙、冶金重要的生產(chǎn)設(shè)備，也是真空系統(tǒng)重要的組成部分，被廣泛應(yīng)用于制藥、化工、食品、電子、造紙、冶金、半導(dǎo)體、光伏等下游行業(yè)，需求量大面廣，國產(chǎn)真空設(shè)備正在加速替代進口真空泵和傳統(tǒng)真空泵（羅茨真空泵、液環(huán)真空泵）。隨著國內(nèi)高速電機技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)突破，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了高速磁懸浮電機直驅(qū)透平真空泵。經(jīng)市場驗證，此類真空泵產(chǎn)品單機功率密度高，整機效率高，在造紙行業(yè)、冶金行業(yè)、鑄造、食品包裝等中低真空工藝應(yīng)用，可替代傳統(tǒng)水環(huán)泵、液環(huán)泵、多級低速離心泵、單級高速透平泵。
三、磁浮產(chǎn)品行業(yè)基本特點
1.空氣壓縮機行業(yè)
空氣壓縮機是現(xiàn)代工業(yè)必不可少的通用設(shè)備，廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、汽車、水泥、電力、電子、紡織等工業(yè)領(lǐng)域。隨著我國工業(yè)水平的不斷提升，各行業(yè)商品貿(mào)易的日趨繁榮，對空氣壓縮機設(shè)備的總需求也在逐漸提升。我國空氣壓縮機行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，品牌型號多樣，各種類型的空氣壓縮機自身優(yōu)劣勢各有不同。螺桿機以其性能穩(wěn)定、易損件少、高能效、環(huán)境污染小、噪音少的優(yōu)點，在大型工業(yè)領(lǐng)域有逐步替代活塞機的趨勢；微型活塞機將以其體積小，價格低的優(yōu)點應(yīng)用于家用作業(yè)、汽車維修等領(lǐng)域，在北美、歐洲、日本等區(qū)域市場需求增量顯著；離心式空氣壓縮機是無油壓縮機，安全、衛(wèi)生性能方面都具有優(yōu)勢，可以運用于食品、制藥以及采礦、空氣分離等對作業(yè)環(huán)境要求較高的行業(yè)。
2.鼓風(fēng)機行業(yè)
鼓風(fēng)機是指在設(shè)計條件下風(fēng)壓在30kPa-200kPa以內(nèi)的風(fēng)機，是工業(yè)生產(chǎn)中提供氣體動力的重要工藝設(shè)備，在國民經(jīng)濟和日常生活中占有重要的地位。鼓風(fēng)機主要分為容積式和速度式兩類，后者又分為低速和高速兩種，目前行業(yè)主要的鼓風(fēng)機類型包括，羅茨鼓風(fēng)機、多級離心鼓風(fēng)機、齒輪增速單級高速離心鼓風(fēng)機、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機、磁懸浮離心鼓風(fēng)機等產(chǎn)品。
隨著節(jié)能、環(huán)保行業(yè)的快速發(fā)展，磁懸浮離心式鼓風(fēng)機憑借其高效、節(jié)能等性能優(yōu)勢，得以在國內(nèi)快速推廣，得到越來越多用戶的青睞。目前整個行業(yè)呈現(xiàn)出如下特點：一是一些科技型企業(yè)通過自主研發(fā)的形式進入磁懸浮鼓風(fēng)機行業(yè)，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的鼓風(fēng)機制造企業(yè)通過核心部件外購、整機貼牌等形式進入本行業(yè)。眾多競爭者的出現(xiàn)，使得行業(yè)競爭加??；二是磁懸浮離心式鼓風(fēng)機中涉及變頻器技術(shù)、磁懸浮軸承技術(shù)、高速永磁同步電機技術(shù)、高效率流體技術(shù)以及現(xiàn)場工藝相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)，全面掌握各項技術(shù)的廠家數(shù)量較少；三是除了最初的污水處理環(huán)節(jié)，目前磁懸浮鼓風(fēng)機已經(jīng)逐步應(yīng)用于物料輸送、金屬氧化、生物發(fā)酵、養(yǎng)殖等行業(yè)，且針對不同的行業(yè)要求、工藝特點逐步研制專機，更好地匹配用戶現(xiàn)場的使用要求。
3.真空泵行業(yè)
真空泵是指利用機械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對被抽容器進行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來講，真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置，根據(jù)真空度和應(yīng)用領(lǐng)域的不同，匹配不同的真空泵產(chǎn)品。目前高真空領(lǐng)域主要采用干式螺桿真空泵、磁懸浮分子泵、組合容積真空泵，中低真空領(lǐng)域主要采用羅茨泵、液環(huán)泵、多級低速離心透平真空泵、齒輪增速透平真空泵、磁懸浮高速透平真空泵。
隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，中國真空泵市場正在迅速發(fā)展，受到國內(nèi)外客戶青睞。2020年以來真空泵行業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型趨勢明顯，干式螺桿真空泵的出現(xiàn)替代了大部分油螺桿真空泵，在制藥、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體行業(yè)均有應(yīng)用。高速透平真空泵因節(jié)能高效的產(chǎn)品性能，可以替代傳統(tǒng)羅茨泵、液環(huán)泵，得到快速推廣和應(yīng)用。
四、主要技術(shù)門檻
1.空氣壓縮機行業(yè)
活塞式壓縮機的技術(shù)發(fā)展水平已趨于成熟，目前國內(nèi)活塞式壓縮機的技術(shù)發(fā)展主要著眼于對活塞機的設(shè)計和生產(chǎn)進行優(yōu)化，降低生產(chǎn)成本和設(shè)備運行成本，減少惡性故障，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性。螺桿式壓縮機的技術(shù)已基本達到國際同類產(chǎn)品的水平，目前技術(shù)難點主要在于螺桿轉(zhuǎn)子型線設(shè)計及加工、軸承設(shè)計、潤滑技術(shù)和密封性能等方面。其中螺桿轉(zhuǎn)子的型線設(shè)計及加工最為重要，其性能直接決定螺桿式壓縮機的整體性能和使用壽命。特別是無油螺桿機型，在保護轉(zhuǎn)子的同時，需要提升容積效率，而長時間油、氣的隔離是保證系統(tǒng)100%無油的前提。
離心壓縮機目前正向著高效節(jié)能、個性化（針對工藝特點的專用壓縮機）、提高綜合性能（穩(wěn)定性、可靠性、環(huán)保性）等方向發(fā)展，但在轉(zhuǎn)子振動、系統(tǒng)喘振、葉輪效率上仍有許多基礎(chǔ)理論要突破。磁懸浮空氣壓縮機是一種節(jié)能型離心式壓縮機，其技術(shù)指標(biāo)的實現(xiàn)需要電磁學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、電機學(xué)、傳動控制學(xué)、流體力學(xué)等跨學(xué)科理論及技術(shù)的綜合運用，技術(shù)難度及復(fù)雜度都高于其它類型的空氣壓縮機。
2.鼓風(fēng)機行業(yè)
總體來說，羅茨鼓風(fēng)機因為結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)門檻低，早些年廣泛應(yīng)用于諸多需要供氣的場合，但此類風(fēng)機運行能耗高，導(dǎo)致運營成本較高。之后出現(xiàn)了離心葉輪技術(shù)，但在未能解決高速驅(qū)動的情況下，鼓風(fēng)機廠商開始采用多級壓縮的方式，來提高風(fēng)機的效率，這類風(fēng)機廣泛地應(yīng)用于中等以上規(guī)模的污水處理廠。隨著高速齒輪箱技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了齒輪增速單級離心鼓風(fēng)機，進一步提高了風(fēng)機的效率，但齒輪箱造價高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護成本高，導(dǎo)致這類風(fēng)機應(yīng)用并不普遍。此后出現(xiàn)了磁懸浮離心式鼓風(fēng)機，徹底解決了高速驅(qū)動、傳動、摩擦損耗、流體效率優(yōu)化等若干問題，實現(xiàn)了離心式鼓風(fēng)機效率的最大化，同時，得益于高效流體部件，高速永磁同步電機以及高頻變頻器，磁懸浮離心式鼓風(fēng)機調(diào)節(jié)范圍廣。
3.真空泵行業(yè)
目前，傳統(tǒng)真空泵（羅茨真空泵、液環(huán)泵）和多級低速離心透平真空泵的技術(shù)及生產(chǎn)制造水平成熟穩(wěn)定，但能耗水平高。干式螺桿真空泵對材料、涂層工藝、加工裝配制造水平要求高，目前進口品牌占據(jù)市場，磁懸浮分子泵、高速磁懸浮透平真空泵是集合磁懸浮軸承技術(shù)、高速永磁同步電機技術(shù)、高頻矢量變頻技術(shù)、高效流體機械技術(shù)等技術(shù)的耦合產(chǎn)品。隨著高速磁懸浮透平真空泵在造紙、化工、冶金等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，陸續(xù)有企業(yè)加入磁懸浮透平真空泵的生產(chǎn)制造行業(yè)，但高速磁懸浮真空泵的技術(shù)門檻較高，能夠獨立掌握磁懸浮軸承技術(shù)、高速永磁同步電機技術(shù)，高頻矢量變頻技術(shù)、高效流體機械技術(shù)的企業(yè)較少。
來源：本站原創(chuàng)
【壓縮機網(wǎng)】磁懸浮技術(shù)是指利用磁力克服重力使物體懸浮的一種技術(shù)，它是利用懸浮磁力使物體處于一個無摩擦、無接觸懸浮的平衡狀態(tài)。
磁懸浮系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)子、傳感器、控制器和執(zhí)行器4部分組成，其中執(zhí)行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。磁懸浮因不存在機械接觸，具有以下優(yōu)點：第一，完全無磨損、無污染，可在真空和腐蝕性介質(zhì)中長期使用；第二，完全無機械摩擦，功耗小、噪聲低、效率高，不需潤滑和密封，可用于高速工程，解決高速機械設(shè)計中的潤滑和能耗問題。
例如磁懸浮高速電機是利用磁懸浮軸承的電磁力把高速電機的轉(zhuǎn)子懸浮起來，可以達到極高轉(zhuǎn)速。運轉(zhuǎn)過程中無摩擦免維護，使用壽命更長，并且高效節(jié)能可靠性高。
再如磁懸浮軸承，主動控制磁懸浮軸承是利用電磁鐵線圈中的電流產(chǎn)生不接觸的可控電磁力來使轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)于穩(wěn)定懸浮狀態(tài)的一種裝置。常用的磁懸浮軸承系統(tǒng)由徑向磁軸承、軸向磁軸承、傳感器、轉(zhuǎn)子、控制器和執(zhí)行器組成，是涉及轉(zhuǎn)子動力學(xué)、機械學(xué)、電工電子學(xué)、控制工程、磁性材料、測試技術(shù)、數(shù)字信號處理等多學(xué)科技術(shù)。
與接觸式機械軸承相比，磁懸浮軸承具有顯著的性能優(yōu)勢：
· 無機械接觸、無摩擦、免潤滑、高效率、低噪音、轉(zhuǎn)速可高達十萬轉(zhuǎn)以上。
· 功耗僅為接觸類軸承的1/20～1/5，比如4.5MW磁懸浮主氦風(fēng)機功耗僅為10kW。
· 自動不平衡控制算法，可消除轉(zhuǎn)子不平衡振動和噪聲。
· 壽命長達幾十年，減少了后期維護和服務(wù)成本，且內(nèi)置檢測和診斷功能，保證了系統(tǒng)的高性能和可靠性。
· 支撐剛度和阻尼特性可以主動控制，能實現(xiàn)轉(zhuǎn)子平穩(wěn)跨臨界轉(zhuǎn)速，提高設(shè)備整體性能。
· 可工作在高低溫環(huán)境，高溫軸承可在550℃長期連續(xù)運行。
一、磁懸浮在壓縮機及相近領(lǐng)域的產(chǎn)品種類
1.磁懸浮空氣壓縮機
磁懸浮空氣壓縮機采用磁懸浮軸承、變頻、高速永磁同步電機和高速葉輪等核心技術(shù)，主要作用為壓縮空氣。磁懸浮空氣壓縮機的主動式磁懸浮軸承可將空氣壓縮機轉(zhuǎn)子保持在最佳位置，變頻技術(shù)實現(xiàn)壓縮機的低電流啟動和全工況智能調(diào)節(jié)，高速電機和高速葉輪的應(yīng)用使得整機效率高，體積小、重量輕。磁懸浮空氣壓縮機可廣泛應(yīng)用于紡織、冶金、化工、發(fā)酵、玻璃、制藥和造紙等行業(yè)。
2.磁懸浮離心式鼓風(fēng)機
磁懸浮離心式鼓風(fēng)機屬于采用磁懸浮軸承技術(shù)的流體機械設(shè)備。主要作用是通過排送氣體，提供氣體動力，隨轉(zhuǎn)軸一同做高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動空氣從蝸殼的進氣口進入，空氣在蝸殼的導(dǎo)向與增壓作用下成為具有一定流速與壓力的氣體，最后從蝸殼的出氣口對外排送，從而實現(xiàn)風(fēng)機的物理功能。產(chǎn)品外部由機柜殼體包裹，內(nèi)部由流體系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。
磁懸浮離心式鼓風(fēng)機主要由磁懸浮軸承系統(tǒng)、電機系統(tǒng)和流體部件組成。磁懸浮軸承控制器通過位移傳感器實時監(jiān)測轉(zhuǎn)子振動信號，將經(jīng)過計算的調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換為控制電流，輸入磁軸承線圈產(chǎn)生電磁力，控制轉(zhuǎn)軸保持懸浮狀態(tài)；變頻器采用空間矢量算法，可以產(chǎn)生高質(zhì)量的高頻輸出電流，控制高速永磁同步電機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)；高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對氣體做功，使得氣流源源不斷地被吸入，壓縮后的氣體壓力升高，通過蝸殼收集后經(jīng)擴壓管排入用戶的終端管道。磁懸浮軸承確保轉(zhuǎn)子可以在無機械接觸的情況下高速旋轉(zhuǎn)，減少了機械損失，減少了維護，從而可以大大提高鼓風(fēng)機的綜合能效。磁懸浮離心式鼓風(fēng)機可應(yīng)用的細分領(lǐng)域包括污水處理、印染、化工、食品、制藥、造紙等行業(yè)，節(jié)能效果顯著。
3.磁懸浮冷水機組
磁懸浮冷水機組是用磁懸浮制冷壓縮機替代傳統(tǒng)的螺桿壓縮機或定頻離心壓縮機而形成的新型冷水機組。由于采用磁懸浮技術(shù)，壓縮機運轉(zhuǎn)時無機械接觸，無需潤滑油，系統(tǒng)的壓縮效率、換熱效率都得到極大提高，且由于系統(tǒng)無油，減少了大量的維保費用。磁懸浮冷水機組可用于辦公大樓、酒店、醫(yī)院、商場、學(xué)校等對舒適性有要求的場所及工業(yè)制造、數(shù)據(jù)中心、實驗室、食品、農(nóng)業(yè)等對工藝和環(huán)境溫度有要求的場所。
磁懸浮真空泵是一種新型的透平真空泵，主要采用磁懸浮軸承、高速大功率永磁同步電機、高頻輸出變頻器、高強度三元流鈦合金葉輪等核心技術(shù)。高速旋轉(zhuǎn)的葉輪持續(xù)抽氣，形成負壓環(huán)境，滿足工藝生產(chǎn)的需求。磁懸浮真空泵運轉(zhuǎn)時無機械接觸、摩擦，降低了機械損失，減少了維護保養(yǎng)的工作量，同時三元流葉輪的使用也使得氣動效率大幅提升，節(jié)能效果顯著，目前已經(jīng)在造紙、氧化鋁、變壓吸附制氧等多個領(lǐng)域廣泛使用。
二、磁浮技術(shù)在壓縮機及相近領(lǐng)域的發(fā)展階段
1.空氣壓縮機行業(yè)
空氣壓縮機在我國大致經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段。
八十年代開始，我國市場上主要的壓縮機產(chǎn)品為活塞式壓縮機，下游企業(yè)對螺桿式壓縮機的認(rèn)識不足，需求量不大。這個階段，阿特拉斯·科普柯、英格索蘭及美國壽力等國外品牌先后進入中國市場，而國產(chǎn)品牌還不成熟，所以進口品牌在螺桿空氣壓縮機市場占據(jù)主導(dǎo)地位。
2000年之后，隨著我國經(jīng)濟進入高速增長期，螺桿式壓縮機下游行業(yè)的飛速發(fā)展帶動國內(nèi)螺桿式空氣壓縮機市場需求快速增長，市場上一時間出現(xiàn)大量的螺桿式壓縮機生產(chǎn)企業(yè)，螺桿式壓縮機生產(chǎn)企業(yè)進入高速發(fā)展期。隨著螺桿式對活塞式的逐步替代，我國活塞式空氣壓縮機的市場需求逐步下降，但鑒于活塞式空氣壓縮機較為低廉的價格，其市場需求仍保持一定水平。
目前，經(jīng)歷了起步、成長兩個階段，我國空壓縮機行業(yè)已進入穩(wěn)定發(fā)展階段。同時，隨著用氣品質(zhì)和節(jié)能降耗的要求提升以及技術(shù)進步，現(xiàn)代空氣壓縮機產(chǎn)品正朝著小型化、輕量化、機電一體化的方向發(fā)展，各種低能耗、無油化的產(chǎn)品逐漸成亮點。在前期發(fā)展過程中注重技術(shù)積累的企業(yè)在競爭中的優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)，永磁變頻螺桿式空氣壓縮機、兩級壓縮螺桿式空氣壓縮機、無油螺桿式空氣壓縮機、磁懸浮離心式空氣壓縮機等提倡節(jié)能減耗、綠色環(huán)保的機型，在市場競爭中脫穎而出。
2.鼓風(fēng)機行業(yè)
我國鼓風(fēng)機制造始于20世紀(jì)50年代，經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段。
20世紀(jì)50年代，該階段主要為單純仿造國外產(chǎn)品為主；20世紀(jì)80年代，我國主要鼓風(fēng)機生產(chǎn)廠家開始施行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化聯(lián)合設(shè)計，大幅提高了整體設(shè)計制造水平，也開發(fā)了適合當(dāng)時需求的鼓風(fēng)機產(chǎn)品；20世紀(jì)90年代，國外學(xué)者創(chuàng)造性地將三元流理論在離心鼓風(fēng)機上實現(xiàn)應(yīng)用，部分生產(chǎn)廠商據(jù)此設(shè)計制造出了單級離心鼓風(fēng)機產(chǎn)品，也初步具備了離心鼓風(fēng)機的設(shè)計和制造能力；2000年以后，鼓風(fēng)機行業(yè)整體技術(shù)水平快速提升，國產(chǎn)鼓風(fēng)機基本能夠滿足我國工業(yè)生產(chǎn)的需求，我國鼓風(fēng)機行業(yè)產(chǎn)量整體呈現(xiàn)上升趨勢，并開始逐步替代進口。
磁懸浮概念于19世紀(jì)中葉被提出，歐洲、美國和日本等國家在20世紀(jì)60年代開始大力開展磁懸浮軸承的研究工作。2000年以前，國內(nèi)鼓風(fēng)機市場主要由羅茨鼓風(fēng)機和傳統(tǒng)離心鼓風(fēng)機生產(chǎn)廠商占據(jù)，經(jīng)歷了技術(shù)引進、消化吸收、自主創(chuàng)新和進口替代的發(fā)展歷程。隨著國外磁懸浮技術(shù)的成熟，國內(nèi)開始引進國外的磁懸浮離心式鼓風(fēng)機，但尚不具備自主研發(fā)生產(chǎn)能力。
自20世紀(jì)90年代中期，國外開始研究高速磁懸浮電機，相繼出現(xiàn)了永磁同步型磁懸浮電機、開關(guān)磁阻型磁懸浮電機、感應(yīng)型磁懸浮電機等各種類型，主要應(yīng)用于離心壓縮機。進入21世紀(jì)，隨著制造工藝技術(shù)的進步、控制理論與智能信息技術(shù)的發(fā)展，磁懸浮軸承技術(shù)趨于成熟，產(chǎn)品的性能也得到了優(yōu)化和提高。
3.真空泵行業(yè)
真空泵是用來獲得真空環(huán)境的系統(tǒng)，主要是為用來產(chǎn)生、改善和維持真空環(huán)境的裝置，是半導(dǎo)體、科學(xué)儀器、化工、制藥行業(yè)、造紙、冶金重要的生產(chǎn)設(shè)備，也是真空系統(tǒng)重要的組成部分，被廣泛應(yīng)用于制藥、化工、食品、電子、造紙、冶金、半導(dǎo)體、光伏等下游行業(yè)，需求量大面廣，國產(chǎn)真空設(shè)備正在加速替代進口真空泵和傳統(tǒng)真空泵（羅茨真空泵、液環(huán)真空泵）。隨著國內(nèi)高速電機技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)突破，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了高速磁懸浮電機直驅(qū)透平真空泵。經(jīng)市場驗證，此類真空泵產(chǎn)品單機功率密度高，整機效率高，在造紙行業(yè)、冶金行業(yè)、鑄造、食品包裝等中低真空工藝應(yīng)用，可替代傳統(tǒng)水環(huán)泵、液環(huán)泵、多級低速離心泵、單級高速透平泵。
三、磁浮產(chǎn)品行業(yè)基本特點
1.空氣壓縮機行業(yè)
空氣壓縮機是現(xiàn)代工業(yè)必不可少的通用設(shè)備，廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、汽車、水泥、電力、電子、紡織等工業(yè)領(lǐng)域。隨著我國工業(yè)水平的不斷提升，各行業(yè)商品貿(mào)易的日趨繁榮，對空氣壓縮機設(shè)備的總需求也在逐漸提升。我國空氣壓縮機行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，品牌型號多樣，各種類型的空氣壓縮機自身優(yōu)劣勢各有不同。螺桿機以其性能穩(wěn)定、易損件少、高能效、環(huán)境污染小、噪音少的優(yōu)點，在大型工業(yè)領(lǐng)域有逐步替代活塞機的趨勢；微型活塞機將以其體積小，價格低的優(yōu)點應(yīng)用于家用作業(yè)、汽車維修等領(lǐng)域，在北美、歐洲、日本等區(qū)域市場需求增量顯著；離心式空氣壓縮機是無油壓縮機，安全、衛(wèi)生性能方面都具有優(yōu)勢，可以運用于食品、制藥以及采礦、空氣分離等對作業(yè)環(huán)境要求較高的行業(yè)。
2.鼓風(fēng)機行業(yè)
鼓風(fēng)機是指在設(shè)計條件下風(fēng)壓在30kPa-200kPa以內(nèi)的風(fēng)機，是工業(yè)生產(chǎn)中提供氣體動力的重要工藝設(shè)備，在國民經(jīng)濟和日常生活中占有重要的地位。鼓風(fēng)機主要分為容積式和速度式兩類，后者又分為低速和高速兩種，目前行業(yè)主要的鼓風(fēng)機類型包括，羅茨鼓風(fēng)機、多級離心鼓風(fēng)機、齒輪增速單級高速離心鼓風(fēng)機、空氣懸浮離心鼓風(fēng)機、磁懸浮離心鼓風(fēng)機等產(chǎn)品。
隨著節(jié)能、環(huán)保行業(yè)的快速發(fā)展，磁懸浮離心式鼓風(fēng)機憑借其高效、節(jié)能等性能優(yōu)勢，得以在國內(nèi)快速推廣，得到越來越多用戶的青睞。目前整個行業(yè)呈現(xiàn)出如下特點：一是一些科技型企業(yè)通過自主研發(fā)的形式進入磁懸浮鼓風(fēng)機行業(yè)，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的鼓風(fēng)機制造企業(yè)通過核心部件外購、整機貼牌等形式進入本行業(yè)。眾多競爭者的出現(xiàn)，使得行業(yè)競爭加??；二是磁懸浮離心式鼓風(fēng)機中涉及變頻器技術(shù)、磁懸浮軸承技術(shù)、高速永磁同步電機技術(shù)、高效率流體技術(shù)以及現(xiàn)場工藝相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)，全面掌握各項技術(shù)的廠家數(shù)量較少；三是除了最初的污水處理環(huán)節(jié)，目前磁懸浮鼓風(fēng)機已經(jīng)逐步應(yīng)用于物料輸送、金屬氧化、生物發(fā)酵、養(yǎng)殖等行業(yè)，且針對不同的行業(yè)要求、工藝特點逐步研制專機，更好地匹配用戶現(xiàn)場的使用要求。
3.真空泵行業(yè)
真空泵是指利用機械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對被抽容器進行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來講，真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置，根據(jù)真空度和應(yīng)用領(lǐng)域的不同，匹配不同的真空泵產(chǎn)品。目前高真空領(lǐng)域主要采用干式螺桿真空泵、磁懸浮分子泵、組合容積真空泵，中低真空領(lǐng)域主要采用羅茨泵、液環(huán)泵、多級低速離心透平真空泵、齒輪增速透平真空泵、磁懸浮高速透平真空泵。
隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，中國真空泵市場正在迅速發(fā)展，受到國內(nèi)外客戶青睞。2020年以來真空泵行業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型趨勢明顯，干式螺桿真空泵的出現(xiàn)替代了大部分油螺桿真空泵，在制藥、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體行業(yè)均有應(yīng)用。高速透平真空泵因節(jié)能高效的產(chǎn)品性能，可以替代傳統(tǒng)羅茨泵、液環(huán)泵，得到快速推廣和應(yīng)用。
四、主要技術(shù)門檻
1.空氣壓縮機行業(yè)
活塞式壓縮機的技術(shù)發(fā)展水平已趨于成熟，目前國內(nèi)活塞式壓縮機的技術(shù)發(fā)展主要著眼于對活塞機的設(shè)計和生產(chǎn)進行優(yōu)化，降低生產(chǎn)成本和設(shè)備運行成本，減少惡性故障，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性。螺桿式壓縮機的技術(shù)已基本達到國際同類產(chǎn)品的水平，目前技術(shù)難點主要在于螺桿轉(zhuǎn)子型線設(shè)計及加工、軸承設(shè)計、潤滑技術(shù)和密封性能等方面。其中螺桿轉(zhuǎn)子的型線設(shè)計及加工最為重要，其性能直接決定螺桿式壓縮機的整體性能和使用壽命。特別是無油螺桿機型，在保護轉(zhuǎn)子的同時，需要提升容積效率，而長時間油、氣的隔離是保證系統(tǒng)100%無油的前提。
離心壓縮機目前正向著高效節(jié)能、個性化（針對工藝特點的專用壓縮機）、提高綜合性能（穩(wěn)定性、可靠性、環(huán)保性）等方向發(fā)展，但在轉(zhuǎn)子振動、系統(tǒng)喘振、葉輪效率上仍有許多基礎(chǔ)理論要突破。磁懸浮空氣壓縮機是一種節(jié)能型離心式壓縮機，其技術(shù)指標(biāo)的實現(xiàn)需要電磁學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、電機學(xué)、傳動控制學(xué)、流體力學(xué)等跨學(xué)科理論及技術(shù)的綜合運用，技術(shù)難度及復(fù)雜度都高于其它類型的空氣壓縮機。
2.鼓風(fēng)機行業(yè)
總體來說，羅茨鼓風(fēng)機因為結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)門檻低，早些年廣泛應(yīng)用于諸多需要供氣的場合，但此類風(fēng)機運行能耗高，導(dǎo)致運營成本較高。之后出現(xiàn)了離心葉輪技術(shù)，但在未能解決高速驅(qū)動的情況下，鼓風(fēng)機廠商開始采用多級壓縮的方式，來提高風(fēng)機的效率，這類風(fēng)機廣泛地應(yīng)用于中等以上規(guī)模的污水處理廠。隨著高速齒輪箱技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了齒輪增速單級離心鼓風(fēng)機，進一步提高了風(fēng)機的效率，但齒輪箱造價高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護成本高，導(dǎo)致這類風(fēng)機應(yīng)用并不普遍。此后出現(xiàn)了磁懸浮離心式鼓風(fēng)機，徹底解決了高速驅(qū)動、傳動、摩擦損耗、流體效率優(yōu)化等若干問題，實現(xiàn)了離心式鼓風(fēng)機效率的最大化，同時，得益于高效流體部件，高速永磁同步電機以及高頻變頻器，磁懸浮離心式鼓風(fēng)機調(diào)節(jié)范圍廣。
3.真空泵行業(yè)
目前，傳統(tǒng)真空泵（羅茨真空泵、液環(huán)泵）和多級低速離心透平真空泵的技術(shù)及生產(chǎn)制造水平成熟穩(wěn)定，但能耗水平高。干式螺桿真空泵對材料、涂層工藝、加工裝配制造水平要求高，目前進口品牌占據(jù)市場，磁懸浮分子泵、高速磁懸浮透平真空泵是集合磁懸浮軸承技術(shù)、高速永磁同步電機技術(shù)、高頻矢量變頻技術(shù)、高效流體機械技術(shù)等技術(shù)的耦合產(chǎn)品。隨著高速磁懸浮透平真空泵在造紙、化工、冶金等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，陸續(xù)有企業(yè)加入磁懸浮透平真空泵的生產(chǎn)制造行業(yè)，但高速磁懸浮真空泵的技術(shù)門檻較高，能夠獨立掌握磁懸浮軸承技術(shù)、高速永磁同步電機技術(shù)，高頻矢量變頻技術(shù)、高效流體機械技術(shù)的企業(yè)較少。
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