《磁悬浮技术基础》是集电磁学、传感技术、电子技术、控制工程、信号处理、材料学、机械学、动力学技术于一身，它是一门综合性技术。是解决旋转机械无机械接触、无摩擦、无磨损、免润滑、低噪音、自平衡、长寿命的重要支承技术；磁悬浮轴承是一种利用磁力（永磁、电磁、超导以及混合磁轴承）将转子悬浮在设定位置，广泛用于高端制造、绿色能源、流体机械、武器装备等领域，并逐渐成为极端特殊环境下首选的轴承技术。不同学者有时说法不尽相同，如磁力轴承、电磁轴承或磁悬浮轴承。通过该课程的学习可掌握磁悬浮技术的基本原理和方法，为解决旋转机械转子支撑、振动控制、故障监测问题提供十分重要的手段。

国务院发布的《中国制造2025》明确了高技术船舶、发电装备、燃气轮机为创新和产业化专项、重大工程之一。随着现代控制理论、大规模集成电路和新型磁性材料的发展，在20世纪中后期，磁悬浮轴承的优势在一些高速的特殊应用工况中凸显出来，应用领域逐渐扩大，如高速机床、分子泵、高速离心机、鼓风机、液氦泵等。国内从20世纪80年代初开始研究磁悬浮轴承技术，主要包括：磁悬浮轴承基础理论、结构设计、转子系统动力学、振动抑制与控制、故障诊断与辨识、冗余设计与控制；高性能传感器与功放；永磁轴承与磁悬浮轴承设计与控制，以及辅助轴承设计与性能预测等。目前在风机、泵类、压缩机等设备的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。

为进一步推动磁悬浮轴承的发展和应用，学校推出了“磁悬浮技术基础”课程，旨在深入交流与探讨磁悬浮轴承相关基础理论、关键共性技术、产业技术短板及未来的技术发展方向。通过磁悬浮轴承的结构设计、控制方法、振动分析和应用等教学和研究，希望能通过这些工作的传播，引起相关研究和工程应用人员对磁悬浮轴承的关注，提高我国磁悬浮轴承的研究和开发。

在教材方面采用了与之配套的《磁悬浮转子机电耦合动力学》、《磁力轴承的基础理论与应用》、《磁悬浮轴承-理论、设计及旋转机械应用》这三合一教材。本课程历经30多年的发展与沿革，本课程由武汉理工大学吴华春、宋春生、郭新华等老师主讲和辅导。

《磁悬浮技术基础》主要介绍磁悬浮技术在旋转机械和实际工程中应用。

1、掌握磁悬浮轴承的概念、工作原理、分类、技术特点及其典型应用；明确径向磁轴承、轴向磁轴承、永磁轴承、混合磁轴承设计原则和设计方法。

2、了解磁性材料、磁导率、电磁场基本概念；磁路欧姆定律、轴承电磁力计算、磁场有限元理论；会利用有限元理论进行轴向磁悬浮轴承分析、径向磁悬浮轴承分析、磁悬浮血泵磁场分析，以解决典型旋转机械高速支承设计问题。

3、弄清电涡流位移传感器工作原理及选型设计、电感式位移传感器工作原理及选型设计、电容式位移传感器工作原理及选型设计、激光式位移传感器工作原理及选型设计、霍尔式位移传感器工作原理及选型设计，掌握一种位移传感器选型及设计方法。

4、明白磁悬浮轴承控制系统设计的基本概念、磁悬浮小球控制建模与控制仿真、磁悬浮盘片结构设计与控制建模；磁悬浮轴承控制模型、磁悬浮轴承控制算法、DSP控制器设计。

5、掌握磁悬浮轴承功率放大器的工作原理、分类以及性能指标；弄清磁悬浮轴承功放的组成、主功率电路设计、IGBT驱动电路和PWM产生电路设计。了解转子动力学基本概念、转子动力学发展历程、动力学基本方程、动力学软件仿真分析、转子动力学有限元建模方法。明白试验模态分析法、磁悬浮转子不平衡振动抑制、ANSYS Workbench模态分析算例。

6、结合工程实际与测试实验，简单介绍新引进的科技成果中的新概念、新方法，了解反映现代分析方法和控制算法的新发展等。

考勤+论文+实验

高等数学、理论力学、材料力学、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、控制工程基础、机械振动理论与应用等课程。

[1] 吴华春, 胡业发, 张锦光. 磁悬浮转子机电耦合动力学[M], 武汉理工大学出版社,2021.

[2] 徐旸, 张凯, 赵雷译. 磁悬浮轴承-理论、设计及旋转机械应用[M], 机械工业出版社, 2012.

[3] Gerhard Schweitzer, Eric H. Maslen, H. Bleuler, etc. Magnetic Bearings Theory Design and Application to Rotating Machinery[M]. Springer, 2011.

[4] 胡业发, 周祖德, 江征风. 磁力轴承的基础理论与应用[M], 北京:机械工业出版社, 2006.

Q :  磁悬浮轴承的应用领域？

A :  高速列车：磁悬浮轴承可以消除传统机械轴承中的磨损和热量，从而使高速列车达到更高的运行速度和更长的寿命。汽车制造：磁悬浮轴承可以用于汽车制造中的发动机、变速器、涡轮机等部件，使得汽车更加高效、节能和环保。能源设备：磁悬浮轴承可以用于风力发电机、水力发电机、蒸汽轮机等能源设备，提高能源设备的运行效率和可靠性。空气压缩机：磁悬浮轴承可以用于空气压缩机中，实现无油润滑和低噪音运行。医疗设备：磁悬浮轴承可以用于医疗设备中的离心泵、血液离心机等部件，提高设备的稳定性和精度。