基本介紹
- 中文名：磁懸浮技術
- 外文名：electromagnetic levitation
- 簡稱：EML,EMS
- 主要原理：Earnshaw理論
- 分類：主動懸浮、被動懸浮等
- 誕生：十九世紀
- 極速記錄：603 km/h(2015年)
- 極速記錄車型：L0型磁懸浮列車
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歷史
國際
1842年，英國物理學家Earnshaw就提出了磁懸浮的概念，同時指出：單靠永久磁鐵是不能將一個鐵磁體在所有六個自由度上都保持在自由穩定的懸浮狀態。
1900年初，美國，法國等專家曾提出物體擺脫自身重力阻力並高效運營的若干猜想--也就是磁懸浮的早期模型。並列出了無摩擦阻力的磁懸浮列車使用的可能性。 然而，當時由於科學技術以及材料局限性磁懸浮列車只處於猜想階段，未提出一個切實可行的辦法來實現這一目標。
1937年，德國的赫爾曼·肯佩爾申請了磁懸浮列車這一的專利。
20世紀60年代，世界上出現了3個載人的氣墊車實驗系統，它是最早對磁懸浮列車進行研究的系統。隨著技術的發展，特別是固體電子學的出現，使原來十分龐大的控制設備變得十分輕巧，這就給磁懸浮列車技術提供了實現的可能。1969年，德國牽引機車公司的馬法伊研製出小型磁懸浮列車系統模型，以後命名為TR01型，該車在1km軌道上時速達165km，這是磁懸浮列車發展的第一個里程碑。
1966年，美國科學家詹姆斯·鮑威爾和戈登·丹比提出了第一個具有實用性質的磁懸浮運輸系統。
在20世紀70、80年代，磁懸浮列車系統繼續在德國蒂森亨舍爾測試和實施運行。德國開始命名這套磁懸浮系統為“磁懸浮”。
1970年代以後，隨著世界工業化國家經濟實力的不斷加強，為提高交通運輸能力以適應其經濟發展的需要，德國、日本、美國、加拿大、法國、英國等已開發國家相繼開始籌划進行磁懸浮運輸系統的開發。
日本新幹線，磁懸浮列車2015年，日本L0型磁懸浮列車刷新了磁懸浮列車的世界記錄，達到時速603公里的記錄。
磁懸浮是利用懸浮磁力使物體處於一個無摩擦、無接觸懸浮的平衡狀態，磁懸浮看起來簡單，但是具體磁懸浮懸浮特性的實現卻經歷了一個漫長的歲月。由於磁懸浮技術原理是集電磁學、電子技術、控制工程、信號處理、機械學、動力學為一體的典型的機電一體化高新技術。伴隨著電子技術、控制工程、信號處理元器件、電磁理論及新型電磁材料的發展和轉子動力學的進一步的研究，磁懸浮隨之解開了其神秘一方面。
中國
1986年，西南交通大學就率先召開了磁浮技術與磁浮列車技術研究大會，成為國內較早啟動該領域研究的高校科研單位。在1988年，交大磁浮團隊完成了單自由度鐵球懸浮實驗，對電磁吸力懸浮原理有了本質的認識。
1989年3月，國防科技大學研製出中國第一台磁懸浮試驗樣車。
1990年，西南交大磁浮團隊研究成功了由 4台小電磁鐵構成的磁浮模型車，並實現了模型車的穩定懸浮和基於直線電機的驅動。
1994年10月，連級三教授帶領的研究團隊成功地研製出了我國第一輛可載人4噸磁浮車及其試驗線，並實現了系統的穩定懸浮與運行，這是我國在磁浮列車領域的首次突破，標誌著我國開始擁有自主智慧財產權的磁浮列車技術。該項目1996年通過科技成果鑑定，並獲該年度鐵道部科技進步二等獎和1997年度國家科技進步三等獎。
日本新幹線，磁懸浮列車
日本新幹線，磁懸浮列車1995年，中國第一條磁懸浮列車試驗線在西南交通大學建成，並且成功進行了穩定懸浮、導向、驅動控制和載人運行等時速為30.0 km的試驗。西南交通大學這條試驗線的建成，標誌中國已經掌握製造磁懸浮列車的技術。
1997年3月，青城山磁浮車工程試驗線的可行性研究通過國家科委工業科技司組織的專家評審。
1998年，青城山磁浮列車工程試驗示範線工程立項，並開始籌備建設青城山磁浮列車工程試驗線。
2001年，開始動工修建長430m的青城山磁浮列車工程試驗線。
2005年，西南交通大學與上海磁浮交通工程技術中心簽訂了“上海城軌磁浮列車車輛總體設計”契約，並於次年3月又簽訂了“上海低速（城軌）磁浮交通試驗線工程懸浮控制設備供貨及服務”契約，全面參加上海城軌磁浮試驗線磁浮列車研製。該試驗列車為三節編組，為全新結構設計並創下多個“首次”：國內首次採用整體電磁鐵結構，首次採用五懸浮架結構，首次採用DC330V懸浮電源，首次採用三選二懸浮感測器，列車最高運行速度100km/h。
2008年和2009年，西南交通大學又與中國南車股份有限公司簽訂“中低速磁浮交通系統方案設計研究”契約，與南車株洲電力機車有限公司簽訂“中低速磁浮列車方案設計研究”契約。攻關中，交大團隊在系統設計首次提出了適用於中國國情的1860mm軌距和2800mm車寬。這標誌著西南交通大學在聯合企業推進中低速磁浮列車產業化的工作中又邁進一步。
為進一步推動中低速磁浮列車工程化，西南交大與南車株洲電力機車有限公司於2011年又簽訂了“常導短定子異步驅動懸浮架試驗車懸浮控制系統研製”和“常導短定子異步驅動中低速磁浮列車系統設計與試驗研究”契約；於2011年簽訂了“常導短定子異步驅動中低速磁浮列車懸浮控制系統”，全面參加了株洲中低速磁浮列車的研製。
2012年1月20日，中低速磁浮列車在南車株洲電力機車有限公司內下線，這是一條按商業運行條件設計的磁浮列車及試驗線路，磁浮列車運行速度100km/h，能適應試驗線各種曲線及坡道的要求。
2013年由錢清泉院士牽頭的中國工程院 “中低速磁浮交通技術與系統發展戰略研究” 項目立項，項目研究匯聚國內磁浮領域的院士專家，包括電氣工程學院和牽引動力國家重點實驗室相關專家教授，對我國中低速磁浮交通的發展戰略進行了深入研究，論證了我國發展中低速磁浮必在性和戰略意義，進一步推動了長沙中低速磁浮工程套用線的建設。
2015年12月26日試運行的長沙高鐵南站至黃花機場的18.55km“長沙磁浮快線”採用了此前西南交大與南車株洲電力機車有限公司研製的中低速磁浮列車系統技術，該列車懸浮系統核心技術由西南交通大學提供。
原理
磁懸浮技術的系統，是由轉子、感測器、控制器和執行器4部分組成，其中執行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。假設在參考位置上，轉子受到一個向下的擾動，就會偏離其參考位置，這時感測器檢測出轉子偏離參考點的位移，作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信號，然後功率放大器將這一控制信號轉換成控制電流，控制電流在執行磁鐵中產生磁力，從而驅動轉子返回到原來平衡位置。因此，不論轉子受到向下或向上的擾動，轉子始終能處於穩定的平衡狀態。
分類
抗磁質懸浮
1842年，英國物理學家Earnshow在研究點粒子集在靜電力作用下的穩定靜止問題時提出著名的恩肖理論，這個定理後來被推廣到滿足平方反比例定律力場中的物體靜止平衡問題。
恩肖指出，物體處於穩定的靜止狀態需要兩個條件，物體在平衡點處合力為零同時物體在平衡點處合力的通量小於零。其中第二條件，合力通量小於零保證了物體的動態穩定，也就是物體受到擾動後，所受到的合力仍然指向平衡點。
對於永磁體與鐵磁質、永磁體之間的作用力滿足平方反比關係，所以根據恩肖理論，永磁體之間或者永磁體與鐵磁質之間是不可能產生穩定的磁懸浮的。
恩肖理論中的兩個條件後來被布魯貝克（Braunbeck）於1939年套用於磁介質或者電介質在磁場或者電場中的穩定問題。布魯貝克指出對於相對磁導率小於1的磁介質可以在靜磁場中保持穩定。
相對磁導率小於1的磁材料，通常成為抗磁質，這種磁懸浮通常稱為抗磁質懸浮。但是抗磁質的磁化率絕對值往往很小，目前磁化率最大的抗磁質為熱解碳，其磁化率為-400e-6，所以抗磁質懸浮往往需要比較強的磁場。金屬金屬鉍、銻、水以及絕大多數的有機物都是抗磁質，2010年諾貝爾物理學獎獲得者安德烈- 蓋姆在1997首次成功用16T的磁場將一隻青蛙懸浮。
日本新幹線，磁懸浮列車
日本新幹線，磁懸浮列車超導斥力懸浮
除了抗磁質外超導體處於超導態時，由於邁斯納效應磁通不能穿透超導體，其磁化率等於-1，所以其滿足布魯貝克推論的條件，這種懸浮稱為超導體斥力懸浮。
超導釘扎懸浮
對於非理想第二類超導體來說，其具有釘扎效應，當非理想第二類超導體處於混合態時，非理想第二類超導體可以俘獲並釘扎磁力線，與磁場產生釘扎力，利用釘扎效應也可以產生磁懸浮，這種懸浮稱為釘扎懸浮或者量子懸浮。
渦流懸浮
對於常規磁介質，比如弱磁性材料，其相對磁導率接近於1，當其表面或者內部產生渦流時，相當於產生抗磁效應，使物體等效相對磁導率小於1。當然渦流懸浮也可以利用，楞次定律來解釋。渦流懸浮通常使用交流電源、電磁鐵和導電的弱磁材料比如銅、鋁作為懸浮物體。
電動懸浮
電動懸浮也是渦流原理，但是渦流的產生並不是因為磁源交變，而是因為磁體與弱磁性材料之間發生相對移動。比如，磁體（永磁體或者超導磁體）在鋁板或者銅板上快速移動，那么鋁板或者銅板上會感應渦流，渦流阻礙磁體與銅板與鋁板的相對運動，運動方向產生磁阻力，垂直方向產生使物體可以懸浮浮力。
主動控制懸浮
主動控制懸浮是對不能夠自穩的懸浮系統採用閉環控制的方法是懸浮穩定的一種懸浮技術。電磁吸力懸浮是主動控制懸浮的一種。
此外還有諧振懸浮、自旋穩定懸浮等多種形式的懸浮技術。
技術
空間技術
隨著航天事業的發展，模擬微重力環境下的空間懸浮技術已成為進行相關高科技研究的重要手段。至2012年的懸浮技術主要包括電磁懸浮、光懸浮、聲懸浮、氣流懸浮、靜電懸浮、粒子束懸浮等，其中電磁懸浮技術比較成熟。
一般習慣叫electromagnetic suspension (EMS)。它的主要原理是利用高頻電磁場在金屬表面產生的渦流來實現對金屬球的懸浮。將一個金屬樣品放置在通有高頻電流的線圈上時，高頻電磁場會在金屬材料表面產生一高頻渦流，這一高頻渦流與外磁場相互作用，使金屬樣品受到一個洛淪茲力的作用。在合適的空間配製下，可使洛淪茲力的方向與重力方向相反，通過改變高頻源的功率使電磁力與重力相等，即可實現電磁懸浮。一般通過線圈的交變電流10^4-10^6Hz。
磁懸浮列車工作示意圖
磁懸浮列車工作示意圖同時，金屬上的渦流所產生的焦耳熱可以使金屬熔化，從而達到無容器熔鍊金屬的目的。至2012年，在空間材料的研究領域，EML技術在微重力、無容器環境下晶體生長、固化、成核及深過冷問題的研究中發揮了重要的作用。
至2012年世界上有三種類型的磁懸浮。一是以德國為代表的常導電式磁懸浮，二是以日本為代表的超導電動磁懸浮，這兩種磁懸浮都需要用電力來產生磁懸浮動力。而第三種，就是中國的永磁懸浮，它利用特殊的永磁材料，不需要任何其他動力支持。
中國技術
2006年8月17日，“中華01號”永磁懸浮路車模型在大連舉行的2006中國國際專利技術與產品交易會上亮相。該模型是大連3000米永磁懸浮試驗線路的仿真微縮，專為城市之間的區域交通設計。列車在高架的磁軌上運行，設計時速230公里，既可貨運，又可客運，適用於大都市圈的交通運輸。據半島晨報報導 只有在小說、科幻電影中才能見到的“大玩具”列車馬上就要出現在大連人身邊了。，3000米永磁懸浮試驗線擬定年底在開發區建設。2006年8月17日上午，在大連世界博覽廣場舉辦的“2006年中國國際專利技術與產品交易會”上，“中華01號”1/10槽軌永磁懸浮微縮路-車格外引人注目。該車按照1/10比例微縮，幾何尺寸按實車微縮；路橋結構、軌道結構、車輛結構與懸浮功能為仿真微縮。在技術人員的操作下，懸浮在槽軌上的微縮列車十分輕巧“跑”起來，啟動、剎車十分靈活並且悄無聲息。據了解，至2012年，世界上有3種類型磁懸浮技術，即日本的超導電動磁懸浮、德國的常導電磁懸浮和中國的永磁懸浮。永磁懸浮技術是中國大連擁有核心及相關技術發明專利的原始創新技術。據技術人員介紹，日本和德國的磁懸浮列車在不通電的情況下，車體與槽軌是接觸在一起的，而利用永磁懸浮技術製造出的磁懸浮列車在任何情況下，車體和軌道之間都是不接觸的。中國永磁懸浮與國外磁懸浮相比有五大方面的優勢：一是懸浮力強。二是經濟性好。三是節能性強。四是安全性好。五是平衡性穩定。槽軌永磁懸浮是專為城市之間的區域交通設計的，列車在高架的槽軌上運行，設計時速230公里，既可客運，又可貨運。大連磁谷科技研究所有限公司蘇珣總經理告訴記者，3000米永磁懸浮列車線路預計在至2011年年底建設，地點擬定在開發區。2010年4月8日，中國首輛高速磁懸浮國產車在成都交付。該樣車由中航工業成都飛機工業（集團）有限公司製造，標誌著該企業已經具備了磁懸浮車輛國產化、整車集成和製造能力。該高速磁浮列車可以達到每小時100公里。中航工業成飛此次交付的車輛是參照德國轉讓技術，按照上海磁浮公司的改進方案要求研製的第一輛工程化樣車，在上海編組成列後，投入上海示範線的商業營運，並有望在世博會期間投入使用。
運行中的磁懸浮列車
運行中的磁懸浮列車優缺點
優點
磁懸浮列車有許多優點：列車在鐵軌上方懸浮運行，鐵軌與車輛不接觸，不但運行速度非常快，可以超過500 千米/小時，；無噪音，不排出有害的廢氣，有利於環境保護。由於無需車輪，不存在輪軌摩擦而產生的輪對磨損，減少了維護工作量和經營成本。
日本新幹線，磁懸浮列車
日本新幹線，磁懸浮列車它是21 世紀理想的超級特別快車，世界各國都十分重視發展磁懸浮列車。至2012年，中國和日本、德國、英國、美國等國都在積極研究這種車。日本的超導磁懸浮列車已經過在軌試驗，即將進入實用階段，運行時速可達300千米以上。
磁懸浮列車運行時與軌道保持一定的間隙（一般為1—10cm），因此運行安全、平穩舒適、無噪聲，可以實現全自動化運行。磁懸浮列車的使用壽命可達35年，而普通輪軌列車只有20—25年。磁懸浮列車路軌的壽命是80年，普通路軌只有60年。目前的最高時速是日本L0型磁懸浮列車在2015年達到的603公里/小時。據德國科學家預測，到20年，磁懸浮列車採用新技術後，時速將達1000公里。而當前中國的輪軌列車運營速度最高時速為496公里 （法國 TGV 電氣火車最高時速在2007年的測試中達到過574.8公里/小時）。
缺點
據稱，在陸地上的交通工具沒有輪子是很危險的。要克服很大的慣性，只有通過輪子與軌道的制動力來克服。磁懸浮列車沒有輪子，如果突然停電，靠滑動摩擦是很危險的。而對於磁懸浮，當遭遇突然停電，採取的是機械臂鎖死軌道強制停車，這正是磁懸浮相對於輪軌滑動摩擦制動方式而言會更加危險，會導致車毀人亡的悲劇，國外無一例建造正是此特點。
日本新幹線，磁懸浮列車
日本新幹線，磁懸浮列車此外，磁懸浮列車又是高架的，發生事故時在5米高處救援很困難，沒有輪子，拖出事故現場困難；若區間停電，其他車輛、吊機也很難靠近。但是相比較於其他輪軌鐵路，不論高鐵、捷運，還是輕軌，也同樣是高架的。
2006年，德國磁懸浮控制列車在試運行途中與一輛維修車相撞，報導稱車上共29人，當場死亡23人，實際死亡25人，4人重傷。這說明磁懸浮列車突然情況下的制動能力不可靠，不如輪軌列車。說明磁懸浮列車突然情況下的制動能力遠遠比不上輪軌列車，且安全性沒有輪軌火車高（輪軌安全性高數十倍）。
套用
利用“同性相斥，異性相吸”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約1厘米處，騰空行駛，創造了近乎“零高度”空間飛行的奇蹟。世界第一條磁懸浮列車示範運營線——上海磁懸浮列車，建成後，從浦東龍陽路站到浦東國際機場，三十多公里只需7～8分鐘。上海磁懸浮列車是“常導磁斥型”（簡稱“常導型”）磁懸浮列車。是利用“同名磁極相互排斥”原理設計，是一種排斥力懸浮系統，利用安裝在列車兩側轉向架上的懸浮電磁鐵，和鋪設在軌道上的磁鐵，在磁場作用下產生的排斥力使車輛浮起來。就是說，軌道產生磁力的排斥力與列車的重力在一個相應平衡的數據時，列車就會懸浮起來。
磁懸浮列車
磁懸浮列車列車底部及兩側轉向架的頂部安裝電磁鐵，在“工”字軌的上方和上臂部分的下方分別設反作用板和感應鋼板，控制電磁鐵的電流使電磁鐵和軌道間保持1厘米的間隙，讓轉向架和列車間的排斥力與列車重力相互平衡，利用磁鐵排斥力將列車浮起1厘米左右，使列車懸浮在軌道上運行。這必須精確控制電磁鐵的電流。
懸浮列車的驅動和同步直線電動機原理一模一樣。通俗說，在位於軌道兩側的線圈裡流動的交流電，能將線圈變成電磁體，由於它與列車上的電磁體的相互作用，使列車開動。講得更通俗直白一點，相當於電動機轉子和定子之間的旋轉運動變成了磁懸浮列車和軌道之間的直線運功。磁懸浮列車相當於電動機的轉子，而軌道相當於電動機的定子。
列車頭部的電磁體N極被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體S極所吸引，同時又被安裝在軌道上稍後一點的電磁體N極所排斥。列車前進時，線圈裡流動的電流方向就反過來，即原來的S極變成N極，N極變成S極。周而復始，列車就向前賓士。
穩定性由導向系統來控制。“常導型磁斥式”導向系統，是在列車側面安裝一組專門用於導向的電磁鐵。列車發生左右偏移時，列車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用，產生排斥力，使車輛恢復正常位置。列車如運行在曲線或坡道上時，控制系統通過對導向磁鐵中的電流進行控制，達到控制運行目的。
“常導型”磁懸浮列車的構想由德國工程師赫爾曼 肯佩爾於1922年提出。
“常導型”磁懸浮列車及軌道和電動機的工作原理完全相同。只是把電動機的“轉子”布置在列車上，將電動機的“定子”鋪設在軌道上。通過“轉子”，“定子”間的相互作用，將電能轉化為前進的動能。我們知道，電動機的“定子”通電時，通過電磁感應就可以推動“轉子”轉動。當向軌道這個“定子”輸電時，通過電磁感應作用，列車就像電動機的“轉子”一樣被推動著做直線運動。
上海磁懸浮列車時速430公里，一個供電區內只能允許一輛列車運行，軌道兩側25米處有隔離網，上下兩側也有防護設備。轉彎處半徑達8000米，肉眼觀察幾乎是一條直線；最小的半徑也達1300米。乘客不會有不適感。軌道全線兩邊50米範圍內裝有目前國際上最先進的隔離裝置。
相關設備
磁懸浮潛水電泵
磁懸浮潛水電泵是經多年實踐研製而成的專利產品，它實現了世界潛水電泵領域重大突破，有效解決了傳統潛水電泵的種種弊端：如轉換效率偏低、耗電過高、揚程受限、軸承易損、檢修頻繁等。廣泛套用於工礦企業的供排水、農田灌溉及高原、山區供水等領域。
磁懸浮潛水電泵是世界首創的專利技術產品，它以獨有的專利技術改變了潛水電泵的製造工藝，轉換效率達到令人震驚的新水平，創造了巨大節能降耗效益。
磁懸浮潛水電泵解決了制約世界潛水電泵領域發展的軸向力問題，潛水電泵的揚程有了突破性提高，填補了超高揚程(單機揚程設計到上千米)和超大流量(高承載)潛水電泵的市場空白；揚程、流量曲線趨於平緩。其轉換效率、單機最高揚程均居世界領先地位。
磁懸浮潛水電泵是新一代潛水電泵，它實現了立軸磁懸浮(在不同工況下保持高效率)、不磨損，使用時間及檢修周期延長數倍，省去頻繁的定期檢修工作，可連續運轉數萬小時，節省維修、檢修費用。
磁懸浮潛水電泵通過了國家級試驗室、山東省泵類產品質量檢測中心檢測。試驗數據證明，磁懸浮潛水電泵的轉換效率超過傳統潛水電泵，用戶使用情況結合實驗數據及領域內對比，進一步證明其高效節能、轉換效率世界領先、單機揚程世界領先及高承載、超大流量、免檢修、長壽命等特點！
磁懸浮無負壓供水系統
磁懸浮智慧型無負壓供水系統是一種加壓供水機組直接與市政供水管網聯接、在市政管網剩餘壓力基礎上串聯疊壓供水而確保市政管網壓力不小於設定保護壓力的二次加壓供水系統。
磁懸浮智慧型無負壓供水系統是在二次加壓供水系統運行過程中防止了負壓產生，消除機組運行對市政管網的影響，在保證不影響附近用戶用水的前提下實現安全、可靠、平穩、持續供水。
磁懸浮智慧型無負壓供水系統具有以下優勢：
1、節能效果更加明顯。磁懸浮智慧型無負壓供水系統採用了磁懸浮技術和智慧型控制系統，相比傳統的無負壓供水設備實現了10%以上的節能效果。磁懸浮智慧型無負壓供水系統和自來水管網直接串接，在自來水廠進行一次供水管網壓力的條件下在對所需的壓力進行疊加，根據壓力的不足，進行適當的增加，促使管網的余壓得到充分利用。再用水低峰期階段，供水系統會智慧型變頻實現極低頻率驅動，節能效果更加明顯。
2、靜音運行，易揚磁懸浮智慧型無負壓供水系統核心機組採用磁懸浮技術，運行起來無噪音污染，為生活創造一個舒適的安靜的環境。
3、免檢修、長壽命。磁懸浮智慧型無負壓供水系統採用獨有的磁懸浮技術，改變了傳統無負壓供水設備的製作工藝，不磨損，使用時間及檢修周期延長數倍，省去頻繁的定期檢修工作，節省維修、檢修費用。
4、智慧型管理，全自動化運行。磁懸浮智慧型無負壓供水系統實現智慧型全自動變頻控制的，因此具備停電設備進行自動關機，來電設備進行自動開機的效果，對故障檢測、技術診斷及報警提醒等較為完善，促使設備管理及維護過程中存在相對簡便的優勢。
5、安裝使用簡單。磁懸浮智慧型無負壓供水系統屬於成套供應體系，因此用戶只需對進出口水管進行連線即可使用，施工周期短，占地面積小且安裝便捷。
7、有效保障供水。停電時磁懸浮智慧型無負壓供水系統的公共供水管網路與用戶管網是直接相連，因此在停電時，雖然無負壓供水系統停止了運行，但供水公司一次供水壓力也能對用水需求得以滿足。
磁懸浮離心式鼓風機
磁懸浮離心式鼓風機是風機的一種，它是將磁懸浮技術和高速電機技術融入傳統風機之中所形成的一種高效、節能、環保的新型鼓風機，廣泛套用於工廠、礦井、隧道等的通風；城市污水處理；風洞風源等工業項目中。磁懸浮軸承部分的主要功能是實現轉軸的懸浮。它通過內置的徑向感測器和軸向感測器檢測轉軸的位移信號，將得到信號送入磁懸浮軸承控制器進行調 理、運算和放大得到控制電流，再將該控制電流輸入徑向磁軸承和軸向磁軸承，通過電流產生磁場，又由磁場產生吸力，從而實現轉軸的懸浮。
高速電機部分的主要功能是驅動轉軸的旋轉。它通過變頻電源產生頻率可控的交變電流，將此交變電流輸入電機定子產生交變的磁場，帶動轉軸高速旋轉。
風機部分的主要功能是實現鼓風。隨轉軸一同做高速旋轉的葉輪帶動空氣從渦殼的進氣口進入，空氣在渦殼的導向與增壓作用下便成為具有一定流速與壓力的氣體，最後從渦殼的出氣口鼓出，這就完美地實現了風機的鼓風。
前景
隨著電子元件的集成化以及控制理論和轉子動力學的發展，經過多年的研究工作，國內外對該項技術的研究都取得了很大的進展。但是不論是在理論還是在產品化的過程中，該項技術都存在很多的難題，其中磁懸浮列車的技術難題是懸浮與推進以及一套複雜的控制系統，它的實現需要運用電子技術、電磁器件、直線電機、機械結構、計算機、材料以及系統分析等方面的高技術成果。需要攻關的是組成系統的技術和實現工程化。
磁懸浮軸承面向電力工程的套用也具有廣闊的前景，根據磁懸浮軸承的原理，研製大功率的磁懸浮軸承和飛輪儲能系統以減少調峰時機組啟停次數；進行以磁懸浮軸承系統為基礎的振動控制理論的研究，將其套用於汽輪機轉子的振動和故障分析中；通過調整磁懸浮軸承的剛度來改變汽輪機轉子結構設計的思想，從而改善轉子運行的動態特性，避免共振，提高機組運行的可靠性等，這些都將為解決電力工程中的技術難題提供嶄新的思路。
國際上對磁懸浮軸承的研究工作也非常活躍。1988年召開了第一屆國際磁懸浮軸承會議，此後每兩年召開一次。1991年，美國航空航天管理局還召開了第一次磁懸浮技術在航天中套用的討論會。至2012年，美國、法國、瑞士、日本和中國都在大力支持開展磁懸浮軸承的研究工作。國際上的這些努力，推動了磁懸浮軸承在工業上的廣泛套用。
國內對磁懸浮軸承的研究工作起步較晚，尚處於實驗室階段，落後外國他的售價很高，大大限制了它在工業上的推廣套用。
2009年8月，參觀者在北京看磁懸浮列車軌道，北京城建設計研究總院的總工楊秀仁透露，北京正在做一條磁懸浮線的長期規劃———通往門頭溝的S1軌道線路正在籌劃，計畫採用中國自主研發的磁懸浮技術。而由北京控股磁懸浮技術發展有限公司和國防科技大學合作的中低速磁浮列車，是中國唯一具有完全自主智慧財產權的磁懸浮列車。
