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磁悬浮欧锦赛下注平台 的发展历史

近年来,随着磁悬浮相关电磁学、电子学、控制理论、机械学、转子动力学、材料学和计算机科学等学科的不断发展,磁悬浮相关产品、应用不断扩大,可以说是进入爆发期。以超级高铁为例,就多种技术路线,有日本的低温超导(如MLX01、L0等磁悬浮列车),中国的高温超导(如西南交通大学研究的真空管道高温超导磁悬浮试验系统“Super-Maglev”),德国的电磁力(TR01—TR09系列磁悬浮列车等),以及马斯克的真空高铁计划(Hyperloop系统)等。磁悬浮已经成为一种能够直接或间接带动大量相关产业的底层创新。


 “磁悬浮欧锦赛下注平台 是一种利用磁场力将转轴及载荷无机械摩擦、无润滑地悬浮在空间的一种新型高性能欧锦赛下注平台 ”。磁悬浮欧锦赛下注平台 做为一项新的现代支承技术,发展情况我们简单做个梳理。

一、发展历史

1842年,英国剑桥大学的恩休(Eamshaw) 提出了磁悬浮概念,并证明了铁磁体不可能仅由另一个永久磁铁支承而在六个自由度上都保持自由、稳定的悬浮,必须至少有一个自由度被机械或其他约束所消除。经过近一个世纪的研究及其他科学技术的发展,1937年,肯珀(Kemper)申请了一项有关悬浮支承的专利,其构成了之后开展的磁悬浮列车和磁悬浮欧锦赛下注平台 研究的主导思想。1938年肯珀采用电感式传感器和电子管放大器做了一个可控电磁铁,对一个重量为2 100 N的物体成功实现了稳定磁悬浮,这就是磁悬浮列车的雏形。在同一时期内,美国弗吉尼亚大学的比姆斯(Beams)和霍姆斯(Holmes)采用电磁悬浮技术悬浮小钢球,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,所达到的旋转速度高达1.8x106 r/min,这可能是世界上采用磁悬浮技术支承旋转物体最早的应用实例。


伴随着现代控制理论和电子技术的飞跃发展,从20世纪60年代初,国际上磁悬浮欧锦赛下注平台 在空间技术中最先开展应用。美国德雷伯实验室首先在空间制导和惯性轮上成功地使用了磁悬浮欧锦赛下注平台 。1969 年,法国军部科研实验室开始对磁悬浮欧锦赛下注平台 进行研究,并在1972年,将第一个磁悬浮欧锦赛下注平台 用于卫星导向轮的支承上。20世纪60年代后,美国、日本、法国、前苏联等国家纷纷开始进行主动磁浮欧锦赛下注平台 的研究工作,这一时期的工作为以后的实践打下理论基础。


20世纪70年代后,随着大规模集成电路、新型永磁材料的出现和科技发展的迫切需要,磁悬浮技术迅速发展,并在许多领域得到应用,如机械工业领域中各种高速旋转机械包括各类机床、涡轮分子泵、高速离心机、涡轮发电机、液氦泵等。1977 年,美国麻省理工学院的林肯实验室设计并制造了一种用于宇宙飞船动量或能量储存飞轮的磁悬浮欧锦赛下注平台 。1976年,法国SEP公司和瑞典SKF欧锦赛下注平台 公司共同投资建立的S2M公司,在1981年的Hanover欧洲国际机床展览会上,首次推出B20/500磁浮主轴系统,并在35 000 r/min下进行了现场钻、铣削表演,该公司还在1983年的第5届欧洲机床展览会上展出了系列磁浮欧锦赛下注平台 和其支承的机床主轴部件。1983年,美国航天飞机的欧洲空间舱内安装了采用磁悬浮欧锦赛下注平台 的真空泵。1986 年,日本在H-1型火箭上进行了磁悬浮飞轮的空间试验。1994 年,Meeks 等人为航空发动机设计了两代航空用的磁悬浮欧锦赛下注平台 ,转速达到了24 000r/min,欧锦赛下注平台 环境温度达到了420 ℃左右。1997 年前后,美国德雷伯实验室又报道了一系列有关航空发动机用的高温磁悬浮欧锦赛下注平台 研究成果,成功地研制了能够在510 ℃高温下工作的磁悬浮欧锦赛下注平台 系统,研制的高温磁悬浮欧锦赛下注平台 在单轴发动机的模型转子上成功地进行了实验。

二、国内研究情况

国内从20世纪80年代初开始研究磁浮欧锦赛下注平台 技术。1980年清华大学开始对磁浮欧锦赛下注平台 的稳定性进行研究;1981年上海微机电研究所研制了用于径向、轴向主轴的磁浮欧锦赛下注平台 :1986年广州机床研究所与哈尔滨工业大学首先对“磁力欧锦赛下注平台 的开发及其在FMS中的应用”这一课题进行了研究。目前在国内许多科研院校,如华大学、武汉理工大学、北京航空航天大学、上海大学、南京航空航天大学、西安交通大学、江苏大学、国防科技大学、浙江大学、山东大学等都在开展磁悬浮欧锦赛下注平台 方面的研究。其中,清华大学主要进行磁悬浮欧锦赛下注平台 在高温气冷堆中的应用、磁悬浮储能飞轮、磁悬浮高频电主轴和柔性转子控制器等方面的研究;武汉理工大学研究了磁悬浮高速硬盘的关键技术;上海大学主要进行磁悬浮高速电主轴及智能磁悬浮欧锦赛下注平台 的研究;国防科技大学侧重于磁悬浮储能飞轮的研究;浙江大学主要进行主动磁悬浮欧锦赛下注平台 控制、转子在欧锦赛下注平台 失效后坠落过程中的瞬态响应和高温超导磁悬浮欧锦赛下注平台 等方面的研究;山东大学主要针对电主轴用磁悬浮欧锦赛下注平台 的结构、控制及传感器进行研究,还针对轴流式人工心脏泵系统设计进行了研究;南京航空航天大学的研究重点是磁悬浮高速电机和磁悬浮欧锦赛下注平台 在航空发动机中的应用等;北京航空航天大学主要进行磁悬浮飞轮用磁悬浮欧锦赛下注平台 的研究,西安交通大学主要针对高温超导磁悬浮欧锦赛下注平台 、主动磁悬浮欧锦赛下注平台 的结构设计、控制器和动力学特性等进行研究;江苏大学主要针对电主轴用交流磁悬浮欧锦赛下注平台 的结构及控制进行研究,并且对人工心脏泵用的永磁悬浮欧锦赛下注平台 的结构及性质进行探讨。


国内高校的研究和企业的结合,目前在风机、泵类、压缩机等设备实际应用中取得了重大突破,但是与国际相比,在高端应用(高性能机床、储能飞轮等)市场还有差距,工艺和可靠性问题仍待进一步加强。

三、学术交流

在国内磁悬浮欧锦赛下注平台 学术交流方面,为促进国内磁悬浮欧锦赛下注平台 研究者之间交流与学习,从2005 年开始,国内每两年召开一次中国磁悬浮欧锦赛下注平台 学术会议。2007 年,在清华大学核能与新能源技术学院与第二届中国磁悬浮欧锦赛下注平台 学术会议筹备委员会的努力下,成立了磁悬浮与气悬浮技术专业委员会,该委员会的成立为加速我国磁悬浮与气悬浮技术的学术研究及工程应用起到推动作用。2021年,“第九届中国磁悬浮技术学术会议”将于2021年7月20-23日在四川省成都市举行。本次会议由中国机械工程学会全国磁悬浮技术专业委员会主办,西南交通大学承办。  


在工业应用方面,磁悬浮欧锦赛下注平台 不仅应用于航空、航天等领域,而且已迅速应用到基础工业部门的数百种不同的旋转或往复运动机械上,如热汽机、热泵、高速磨床、高速铣床、高速车床、高速电动机、离心机、透平压缩机、真空泵等,所达到的技术指标范围为:

1)转速:(0~8) ×105r/min;

2)直径:14~600 mm;

3)单个欧锦赛下注平台 承载力:(0.3~5)×104N;

4)使用温度范围:-253~450℃;

5)刚度:105~108 N/m。

四、市场份额

根据Ken Research 2018年发布的“2017-2023年全球磁悬浮欧锦赛下注平台 市场分析与预测”来看,预计全球磁悬浮欧锦赛下注平台 市场的复合年增长率为 4.14%。预计到 2023 年,全球磁悬浮欧锦赛下注平台 市场将达到 81.817 亿美元。


按类型划分,2017年主动磁铁欧锦赛下注平台 细分市场占最大市场,市场份额为 33.889 亿美元,在预测期内以 4.48% 的复合年增长率发展。


从应用来看,2017年涡轮机细分市场占据主导地位,市场份额为17.653亿美元,预计将以4.93%的复合年增长率发展。


从应用速度来看,2017年最高50 000 r/min万转细分市场的市场规模最大,市场份额36.537亿美元,预计将以4.33%的复合年增长率发展。


按终端用户计算,电力板块占最大市场份额24.743亿美元,预计将以4.54%的复合年增长率发展。


从地域上看,亚太地区预计将在全球磁悬浮欧锦赛下注平台 市场中占据最大的市场份额,约为 35.18%。

参考文献:

[1]张维煜,朱熀秋,袁野.磁悬浮欧锦赛下注平台 应用发展及关键技术综述[J].电工技术学报,2015,30(12):12-20.

[2]KEN RESEARC CH . MRFR/IA - E/4484-CRR.

[3]全国磁悬浮技术专业委员会. http://www.china-amb.org/.

(欧锦赛下注:欧锦赛下注平台 杂志社)


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