一种磁浮空气循环机及其控制方法与流程

1.本发明涉及飞行器的环境控制系统领域，特别涉及一种磁浮空气循环机及其控制方法。


背景技术：

2.飞行的空调控制系统通常使用空气循环机来冷却和调节由发动机或辅助动力单元供给的加压空气。目前民用飞机空调控制系统最常用的空气循环机有tcf(涡轮+压气机+风扇)三轮式和ttcf(涡轮+涡轮+压气机+风扇)四轮式等形式，其基本功能是将加压的供应空气首先通入压气机，在压气机中它被压缩，并且由于压缩而被加热。在由热交换器冷却之后，压缩空气在涡轮中膨胀，并被冷却到非常低的温度，以便冷却飞机机舱和飞机航空电子设备。动力涡轮除了冷却降温外，还向同轴压气机和风扇输出膨胀功，起到涡轮驱动作用。
3.在空气循环机中，轴可旋转地支撑在壳体中，并用于连接压气机和涡轮。为了支撑连接压气机和涡轮的轴，空气循环机通常采用空气浮动轴承，空气浮动轴承具有工作转速高、无油润滑、摩擦损耗小等特点。但使用空气浮动轴承支承的空气循环机由于公共轴在启停过程中，空气浮动轴承伴随着静止状态-干摩擦旋转-浮起-干摩擦旋转-静止状态的过程变化，每次启停均会承受两次磨损；且在飞机的飞行过程中由于飞机加速度的冲击也会对空气浮动轴承产生一定的损伤。随着使用时间的积累，上述原因必然造成空气浮动轴失效，进而导致空气循环机功能失效。
4.现有的空气循环机通常通过以下技术方案改善空气浮动轴工作环境：
5.1)对空气浮动轴承结构进行优化，提升其承载能力和抗冲击能力；例如法国利勃海尔提出的大小双层支承波箔空浮动径向轴承(ep601624a1)，湖南大学提出的金属橡胶阻尼垫圈支承波箔空浮动径向轴承(cn103438091a)。
6.2)优化空气浮动轴承的冷却气路，降低空气浮动轴承工作温度，达到改善空气浮动轴承工作环境的目的。
7.上述技术方案中虽然对空气浮动轴承的结构及其的冷却气路进行优化，但无论是哪种优化方法，空气浮动轴承在启停过程中仍存在磨损及其损伤积累导致失效的问题。空气浮动轴承的承载能力和抗冲击能力除了与本身结构有关，与其运行工况也有关系，例如低转速情况下由于径向轴承气膜压力较小，空气浮动轴承的承载能力和抗冲击能力均较弱。这必然带来部分工况下的使用限制，增加空气循环机集成技术难度。
8.同时空气浮动轴承仍无法摆脱外部引气的径向轴承冷却需求，且这部分气体在径向轴承冷却过程中，由于空气浮动轴承的压力不断损耗温度不断升高难以再回收利用。通常径向轴承冷却气流量会占至总引气量的1％～1.5％。
9.有鉴于此，实有必要开发一种磁浮空气循环机及其控制方法，用以解决上述问题。


技术实现要素：

10.本发明的实施例提供一种磁浮空气循环机及其控制方法，公共轴无接触、无磨损
运转，第二轴承组件实现无磨损。
11.为了解决上述技术问题，本发明的实施例公开了如下技术方案：
12.一方面，提供了一种磁浮空气循环机，包括：
13.压气机；
14.公共轴；
15.至少一个涡轮，所述至少一个涡轮通过所述公共轴与所述压气机机械耦合；
16.两个第二轴承组件；其中，所述两个第二轴承组件分别套设至所述公共轴相对的轴颈表面，且所述两个第二轴承组件与所述公共轴相对的轴颈表面之间具有间隙。
17.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述第二轴承组件包括径向轴承磁环、径向轴承安装座和设置在所述径向轴承安装座上的第二磁力驱动件；
18.两个所述径向轴承磁环分别设置在所述公共轴相对的轴颈表面，两个所述径向轴承磁环和两个所述第二磁力驱动件磁性相同且相对设置，以使设置有所述第二磁力驱动件的两个所述径向轴承安装座分别与所述公共轴相对的轴颈表面相对设置，两个所述径向轴承磁环均位于所述公共轴的轴颈表面和所述径向轴承安装座之间，两个所述第二磁力驱动件均位于所述径向轴承磁环和所述径向轴承安装座之间。
19.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述第二磁力驱动件包括设置在所述径向轴承安装座上的多个第二磁极绕组和至少四个第二位置传感器；所述第二位置传感器为偶数个。
20.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述径向轴承磁环采用永磁性材料，所述径向轴承磁环的磁性与所述第二磁极绕组的磁性相同。
21.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述第二磁极绕组包括设置在所述径向轴承安装座上的第二铁芯和绕设在所述第二铁芯的第二线圈。
22.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述多个第二磁极绕组在所述径向轴承安装座的周向内侧均匀设置。
23.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述第二轴承组件还包括设置在所述径向轴承安装座上的第二电连接器，所述第二电连接器与所述第二磁力驱动件电连接。
24.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述磁浮空气循环机还包括至少两个第一轴承组件，所述压气机具有压气机叶面和压气机背面，所述涡轮具有涡轮叶面和涡轮背面，所述至少两个第一轴承组件分别连接至所述涡轮背面和压气机背面。
25.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述第一轴承组件包括止推径向磁片、止推盖和设置在所述止推盖上的第一磁力驱动件；
26.至少两个所述止推径向磁片分别设置在所述涡轮背面和所述压气机背面，至少两个所述止推径向磁片和至少两个所述第一磁力驱动件磁性相同且相对设置，以使设置有所述第一磁力驱动件的至少两个所述止推盖分别与所述涡轮背面和所述压气机背面相对设置，至少两个所述止推径向磁片分别位于所述涡轮背面和所述止推盖、所述压气机背面和所述止推盖之间，至少两个所述第一磁力驱动件均位于所述止推径向磁片和所述止推盖之间。
27.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述第一磁力驱动件包括
设置在所述止推盖上的多个第一磁极绕组和至少一个第一位置传感器。
28.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述止推径向磁片采用永磁性材料，所述止推径向磁片的磁性与所述第一磁极绕组的磁性相同。
29.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述第一磁极绕组均包括设置在所述止推盖上的第一铁芯和绕设在所述第一铁芯的第一线圈。
30.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述多个第一磁极绕组在所述止推盖的周向均匀设置。
31.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述第一轴承组件还包括设置在所述止推盖上的第一电连接器，所述第一电连接器与所述第一磁力驱动件电连接。
32.上述技术方案中的一种磁浮空气循环机具有如下优点或有益效果：所述涡轮、所述压气机通过所述公共轴机械耦合。第一磁极绕组通电后，其会在涡轮背面和所述止推盖之间、压气机背面和所述止推盖之间产生第一磁场：而止推径向磁片的磁性与所述第一磁极绕组的磁性相斥，因此第一磁极绕组和止推径向磁片会在第一磁场内会产生一个磁斥力，止推径向磁片受到的磁斥力会传递给涡轮，涡轮固定连接在公共轴上，最终使得公共轴受到一个轴向的定位力，增强了公共轴的可靠性。同时无需再在公共轴上设计安装专用的止推盘，实现结构精简，使磁浮空气循环机减重10％～15％。
33.在第二磁极绕组通电后，其会在公共轴的轴颈表面和所述径向轴承安装座之间产生第二磁场：而径向轴承磁环的磁性与所述第二磁极绕组的磁性相斥，因此第二磁力驱动件和径向轴承磁环会在第二磁场内会产生一个磁斥力，径向轴承磁环受到的磁斥力会传递给公共轴上，使得公共轴受到一个径向的定位力，公共轴实现浮起并保持固定。最终公共轴与两个径向轴承安装座实现非接触运转，从而实现第二轴承组件的无磨损。
34.同时设置第二轴承组件，公共轴受到径向的定位力，公共轴实现浮起并保持固定，从而实现其公共轴与径向轴承安装座的非接触运转，径向轴承安装座无磨损，径向轴承安装座的提升可靠性，有效避免磨损问题及严重时的失效问题。设置第一轴承组件：既实现无需再在公共轴上设计安装专用的止推盘，实现结构精简，使磁浮空气循环机减重10％～15％。又能使公共轴受到轴向的定位力，进一步使公共轴实现浮起并保持固定。
35.设置第一轴承组件和第二轴承组件后无需对其冷却引气，可节省空调控制系统总引气量的1％～1.5％，实现降本增效，降低油耗当量，提升经济性。
36.除此之外，提升磁浮空气循环的工况适应性：电控第一轴承组件、第二轴承组件可实现止推盖、径向轴承安装座载力的主动控制，为改善空气循环机公共轴的动力特性提供充分的可设计空间，可有效提升产品在低转速工况下力学特性的适应性。
37.另一方面，提供了一种磁浮空气循环机的控制方法，包括如下步骤:
38.步骤s1、控制器启动，第一基准励磁电流向第一磁极绕组供电，第二基准励磁电流向第二磁极绕组供电；
39.步骤s2、控制器关闭，第一基准励磁电流停止向第一磁极绕组供电，第二基准励磁电流停止向第二磁极绕组供电。
40.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，还包括：步骤s3、第一位置传感器用于检测涡轮背面和止推盖之间的距离，以获得第一距离信息l
t
，
41.第一位置传感器还用于检测压气机背面和止推盖之间的距离，以获得第二距离信
息lc；
42.步骤s4、第二位置传感器用于检测其中一个径向轴承磁环和径向轴承安装座之间的距离，以获得第三距离信息l
r1
，
43.第二位置传感器还用于检测另一个径向轴承磁环和径向轴承安装座之间的距离，以获得第四距离信息l
r2
；第二位置传感器为偶数个，且第二位置传感器至少有四个。
44.步骤s5、控制器判断第一距离信息l
t
和第二距离信息lc的差值：以l
t-lc＝0为目标，控制器重新调控第一基准励磁电流，
45.控制器还判断第三距离信息l
r1
和第四距离信息l
r2
的差值：以l
r1-l
r2
＝0为目标，控制器重新调控第二基准励磁电流。
46.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，还包括：
47.步骤s7、控制器设有控制面板，按入控制面板的on开关，第一基准励磁电流和第二基准励磁电流达到最大值，持续时间为
△
t1；按出控制面板的off开关，第一基准励磁电流和第二基准励磁电流达到最大值，持续时间为
△
t2。
48.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，还包括：
49.步骤s8、持续时间
△
t1为延迟时间
△
t2和控制器所控制的流量控制活门打开所需时间的总和；
50.持续时间
△
t2为延迟时间
△
t2和流量控制活门关闭所需时间的总和。
附图说明
51.下面结合附图，通过对本发明的具体实施方法详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
52.图1是根据本发明实施例提供的一种磁浮空气循环机的结构图；
53.图2是根据本发明实施例提供的径向轴承磁环设置在公共轴的结构连接图；
54.图3是根据本发明实施例提供的止推径向磁片设置在压气机和涡轮的结构连接图；
55.图4是根据本发明实施例提供的第二磁力驱动件的结构图；
56.图5是根据本发明实施例提供的第一磁力驱动件的结构图；
57.图6是根据本发明实施例提供的通入第一基准励磁电流和第二基准励磁电流的示意图。
58.附图部件标识如下：
59.1、压气机；11、压气机叶面；12、压气机背面；
60.2、公共轴；
61.3、涡轮；31、涡轮叶面；32、涡轮背面；
62.4、第二轴承组件；41、径向轴承磁环；42、径向轴承安装座；43、第二磁力驱动件；431、第二磁极绕组；4311、第二铁芯；4312、第二线圈；432、第二位置传感器；
63.5、第一轴承组件；51、止推径向磁片；52、止推盖；53、第一磁力驱动件；531、第一磁极绕组；5311、第一铁芯；5312、第一线圈；532、第一位置传感器；
64.6、风扇。
65.具体实施方法
66.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方法，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方法仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
67.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
68.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
69.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平径向高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平径向小于第二特征。
70.目前民用飞机空调系统最常用的空气循环机有涡轮+压气机两轮式、tcf(涡轮+压气机+风扇)三轮式和ttcf(涡轮+涡轮+压气机+风扇)四轮式等形式，其基本功能是将加压的供应空气首先通入压气机，在压气机中它被压缩，并且由于压缩而被加热。在由热交换器冷却之后，压缩空气在涡轮中膨胀，并被冷却到非常低的温度，以便冷却飞机机舱和飞机航空电子设备。动力涡轮除了冷却降温外，还向同轴压气机和风扇输出膨胀功，起到涡轮驱动作用。
71.图1为利用了根据本发明实施例的磁浮空气循环机的结构图，参照图1，一种磁浮空气循环机，包括：压气机1；公共轴2；一个涡轮3，所述一个涡轮3通过所述公共轴2与所述压气机1机械耦合。磁浮空气循环机还包括两个第二轴承组件4；所述两个第二轴承组件4分别套设至所述公共轴2相对的轴颈表面，且所述两个第二轴承组件4与所述公共轴2相对的轴颈表面之间具有间隙。
72.参照图2和图4，分别为根据本发明实施例提供的径向轴承磁环41设置在公共轴2的结构连接图和根据本发明实施例提供的第二磁力驱动件43的结构图。所述第二轴承组件4包括径向轴承磁环41、径向轴承安装座42和设置在所述径向轴承安装座42上的第二磁力驱动件43；所述第二磁力驱动件43包括设置在所述径向轴承安装座42上的多个第二磁极绕组431和至少四个第二位置传感器432；第二位置传感器432为偶数个。
73.在本实施例中，包括两个第二轴承组件4，其中，两个所述径向轴承磁环41分别设
置在所述公共轴2相对的轴颈表面，两个所述径向轴承磁环41和两个所述第二磁力驱动件43磁性相同且相对设置，以使设置有所述第二磁力驱动件43的两个所述径向轴承安装座42分别设置与所述公共轴2相对的轴颈表面相对设置，两个所述径向轴承磁环41均位于所述公共轴2的轴颈表面和所述径向轴承安装座42之间，两个所述第二磁力驱动件43均位于所述径向轴承磁环41和所述径向轴承安装座42之间。
74.径向轴承安装座42对第二磁力驱动件43起到支撑作用。
75.所述径向轴承磁环41采用永磁性材料，参照图2，两个所述径向轴承磁环41通常嵌在公共轴2相对位置的轴颈表面是公共轴2的一部分。同时两个径向轴承安装座42分别与所述公共轴2相对的轴颈表面相对设置，在第二磁极绕组431通电后，其会在公共轴2的轴颈表面和所述径向轴承安装座42之间产生第二磁场；
76.因两个所述第二磁力驱动件43均位于靠近所述径向轴承磁环41的所述径向轴承安装座42一侧，又因两个所述径向轴承磁环41也分别位于所述公共轴2的轴颈表面和所述止推盖52之间，也即两个所述第二磁力驱动件43、两个所述径向轴承磁环41分别位于两个第二磁场，而径向轴承磁环41的磁性与所述第二磁极绕组431的磁性相同，因此两个所述径向轴承安装座42分别与所述公共轴2相对的轴颈表面相对设置。又第二磁极绕组431和径向轴承磁环41会在第二磁场内会产生一个磁斥力，径向轴承磁环41受到的磁斥力会传递给公共轴2上，使得公共轴2受到一个径向的定位力，公共轴2实现浮起并保持固定。最终公共轴2与两个第二轴承组件4实现非接触运转。
77.其中，多个第二磁极绕组431通电后形成磁极并产生磁场，其与径向轴承磁环41之间会产生磁斥力，所述多个第二磁极绕组431和在所述径向轴承安装座42的周向内侧均匀设置，使得上述磁场均匀分布，进而径向轴承磁环41受到各方向相同的磁斥力，径向轴承磁环41将相同的磁斥力传递给公共轴2，公共轴2从而受到各向均匀磁斥力而实现浮起位置的固定。第二磁极绕组431的数量一般设置在4-8个之间。第二磁极绕组431一般采用偶数个，在本实施例中，第二磁极绕组431设为8个。在其他实施例中，磁极绕组设为6个。
78.第二位置传感器432用于检测所述径向轴承安装座42与所述公共轴2相对的轴颈表面之间的距离，并将距离转换成电信号传输至外部控制器。第二位置传感器432的数量设了4个，为偶数个；每两个第二位置传感器432组成一对，并且以公共轴2的圆心对称设置。
79.在本实施例中，所述第二磁极绕组431包括设置在所述径向轴承安装座42上的第二铁芯4311和绕设在所述第二铁芯4311的第二线圈4312。即第二线圈4312绕设在一个第二铁芯4311上后会构成一个磁极绕组。
80.在本实施例中，所述第二轴承组件4还包括设置在所述径向轴承安装座42上的第二电连接器(图中未示出)，所述第二电连接器与所述第二磁力驱动件43电连接。第二电连接器、用于供电和电信号传输，主要用于向第二轴承组件4的第二磁极绕组431和第二位置传感器432提供必要的供电接口，同时用于传输第二位置传感器432产生的电信号。
81.在本实施例中，所述第二轴承组件4还包括与所述涡轮3、所述压气机1通过所述公共轴2与机械耦合的风扇6。
82.参照图3和图5，分别为根据本发明实施例提供的止推径向磁片51设置在压气机1和涡轮3的结构连接图和根据本发明实施例提供的第一磁力驱动件53的结构图。所述磁浮空气循环机还包括两个第一轴承组件5，所述压气机1具有压气机叶面11和压气机背面12，
所述涡轮3具有涡轮叶面31和涡轮背面32，在涡轮3通过所述公共轴2与所述压气机1机械耦合时，涡轮3的涡轮背面32与压气机1的压气机叶面11面对面相对。所述两个第一轴承组件5分别连接至所述涡轮背面32和压气机背面12。其中，两个第一轴承组件5分别设置在涡轮3和压气机1上，使得无需在公共轴2上再设计安装专用的止推盘。
83.在本实施例中，所述第一轴承组件5包括止推径向磁片51、止推盖52和设置在所述止推盖52上的第一磁力驱动件53；所述第一磁力驱动件53包括设置在所述止推盖52上的多个第一磁极绕组531和至少一个第一位置传感器532。
84.在本实施例中，包括两个第一轴承组件5，其中，两个所述止推径向磁片51分别设置在所述涡轮背面32和所述压气机背面12，至少两个所述止推径向磁片51和至少两个所述第一磁力驱动件53磁性相同且相对设置，以使设置有所述第一磁力驱动件53的至少两个所述止推盖52分别与所述涡轮背面32和所述压气机背面12相对设置，两个所述止推径向磁片51分别位于所述涡轮背面32和所述止推盖52、所述压气机背面12和所述止推盖52之间，两个所述第一磁力驱动件53均位于所述止推径向磁片51和所述止推盖52之间。
85.止推盖52对第一磁力驱动件53起到支撑作用。
86.所述止推径向磁片51采用永磁性材料，两个止推径向磁片51嵌在公共轴2上是公共轴2的一部分，并且两个止推径向磁片51分别与涡轮背面32、压气机背面12固定连接，进而涡轮背面32和其中一个止推径向磁片51形成一体式的止推叶盘，压气机背面12和另一个止推径向磁片51也形成一体式的止推叶盘，以实现无需再在公共轴2上设计安装专用的止推盘，实现结构精简，使磁浮空气循环机减重10％～15％。同时两个所述止推盖52分别与所述涡轮背面32和所述压气机背面12相对设置，在第一磁极绕组531通电后，其会在涡轮背面32和所述止推盖52之间、压气机背面12和所述止推盖52之间产生第一磁场；
87.因两个所述第一磁力驱动件53均位于靠近所述止推径向磁片51的所述止推盖52一侧，又因两个所述止推径向磁片51也分别位于所述涡轮背面32和所述止推盖52、所述压气机背面12和所述止推盖52之间，也即两个所述第一磁力驱动件53、两个所述止推径向磁片51分别位于两个第一磁场，而止推径向磁片51的磁性与所述第一磁极绕组531的磁性相同，因此两个所述止推盖52分别与所述涡轮背面32和所述压气机背面12相对设置。又第一磁极绕组531和止推径向磁片51会在第一磁场内会产生一个磁斥力，止推径向磁片51受到的磁斥力会传递给涡轮3，涡轮3固定连接在公共轴2上，最终使得公共轴2受到轴向的定位力，增强了公共轴2的可靠性。
88.其中，多个第一磁极绕组531通电后形成磁极并产生磁场，其与止推径向磁片51之间会产生磁斥力，多个第一磁极绕组531在所述止推盖52的周向均匀设置，使得上述磁场均匀分布，进而止推径向磁片51受到各方向相同的磁斥力，止推径向磁片51将相同的磁斥力传递给公共轴2，公共轴2会从而受到各方向相同的磁斥力。第一磁极绕组531的数量一般设置在4-8个之间。在本实施例中，第一磁极绕组531设为8个。在其他实施例中，磁极绕组设为6个。
89.第一位置传感器532用于检测所述涡轮背面32和所述止推盖52之间的距离以及所述压气机背面12和所述止推盖52之间的距离，并将距离转换成电信号传输至外部控制器。第一位置传感器532的数量不作限制。
90.在本实施例中，所述第一磁极绕组531均包括设置在所述止推盖52上的第一铁芯
5311和绕设在所述第一铁芯5311的第一线圈5312。即第一线圈5312绕设在一个第一铁芯5311上后会构成一个磁极绕组。
91.在本实施例中，所述第一轴承组件5还包括设置在所述止推盖52上的第一电连接器(图中未示出)，所述第一电连接器与所述第一磁力驱动件53电连接。第一电连接器、用于供电和电信号传输，主要用于向第一轴承组件5的第一磁极绕组531和第一位置传感器532提供必要的供电接口，同时用于传输第一位置传感器532产生的电信号。
92.上述一种磁浮空气循环机，所述涡轮3、所述压气机1通过所述公共轴2机械耦合。第一磁极绕组531通电后，其会在涡轮背面32和所述止推盖52之间、压气机背面12和所述止推盖52之间产生第一磁场：
93.而止推径向磁片51的磁性与所述第一磁极绕组531的磁性相斥，因此第一磁极绕组531和止推径向磁片51会在第一磁场内会产生一个磁斥力，止推径向磁片51受到的磁斥力会传递给涡轮3，涡轮3固定连接在公共轴2上，最终使得公共轴2受到一个轴向的定位力，增强了公共轴2的可靠性。同时无需再在公共轴2上设计安装专用的止推盘，实现结构精简，使磁浮空气循环机减重10％～15％。
94.在第二磁极绕组431通电后，其会在公共轴2的轴颈表面和所述径向轴承安装座42之间产生第二磁场：
95.而径向轴承磁环41的磁性与所述第二磁极绕组431的磁性相斥，因此第二磁力驱动件43和径向轴承磁环41会在第二磁场内会产生一个磁斥力，径向轴承磁环41受到的磁斥力会传递给公共轴2上，使得公共轴2受到一个径向的定位力，公共轴2实现浮起并保持固定。最终公共轴2与两个径向轴承安装座42实现非接触运转，从而实现第二轴承组件4无磨损。
96.同时设置第二轴承组件4，公共轴2受到径向的定位力，公共轴2实现浮起并保持固定，从而实现其公共轴2与径向轴承安装座42的非接触运转，径向轴承安装座42无磨损，径向轴承安装座42的提升可靠性，有效避免磨损问题及严重时的失效问题。设置第一轴承组件5：既实现无需再在公共轴2上设计安装专用的止推盘，实现结构精简，使磁浮空气循环机减重10％～15％。又能使公共轴2受到轴向的定位力，进一步使公共轴2实现浮起并保持固定。
97.设置第一轴承组件5和第二轴承组件4后无需对其冷却引气，可节省空调控制系统总引气量的1％～1.5％，实现降本增效，降低油耗当量，提升经济性。
98.除此之外，提升磁浮空气循环的工况适应性：电控第一轴承组件5、第二轴承组件4可实现止推盖52、径向轴承安装座42载力的主动控制，为改善空气循环机公共轴2的动力特性提供充分的可设计空间，可有效提升产品在低转速工况下力学特性的适应性。
99.一种磁浮空气循环机，包括：压气机1；公共轴2；两个涡轮3，所述两个涡轮3通过所述公共轴2与所述压气机1机械耦合。磁浮空气循环机还包括三个第一轴承组件5和两个第二轴承组件4；其中，所述三个第一轴承组件5分别连接至所述涡轮背面32和压气机背面12，所述两个第二轴承组件4分别套设至所述公共轴2相对的轴颈表面，且所述两个第二轴承组件4与所述公共轴2相对的轴颈表面之间具有间隙。
100.一种磁浮空气循环机的控制方法，用于控制上述任一项所述的磁浮空气循环机，包括如下步骤:
101.步骤s1、控制器启动，第一基准励磁电流向第一磁极绕组531供电，第二基准励磁电流向第二磁极绕组431供电；
102.步骤s2、控制器关闭，第一基准励磁电流停止向第一磁极绕组531供电，第二基准励磁电流停止向第二磁极绕组431供电。
103.参照图6，图6为根据本实施例提供的通入第一基准励磁电流和第二基准励磁电流的示意图，在本实施例中，磁浮空气循环机的控制方法还包括步骤s3、第一位置传感器532用于检测所述涡轮背面32和所述止推盖52之间的距离，以获得第一距离信息l
t
,止推盖52连接至涡轮背面32，设置在止推盖52上的第一位置传感器532以检测涡轮背面32和止推盖52之间的距离，第一位置传感器532至少有一个，每个第一位置传感器532均测得一个第一距离信息l
t
。
104.第一位置传感器532还用于检测所述压气机背面12和所述止推盖52之间的距离，以获得第二距离信息lc。止推盖52连接至压气机背面12，设置在止推盖52上的第一位置传感器532以检测压气机背面12和止推盖52之间的距离，第一位置传感器532至少有一个，每个第一位置传感器532均测得一个第二距离信息lc。
105.磁浮空气循环机的控制方法还包括步骤s4、第二位置传感器432用于检测其中一个所述径向轴承磁环41和所述径向轴承安装座42之间的距离，以获得第三距离信息l
r1
，第二位置传感器432还用于检测另一个所述径向轴承磁环41和所述径向轴承安装座42之间的距离，以获得第四距离信息l
r2
。径向轴承安装座42与径向轴承磁环41相对设置后，设置在径向轴承安装座42的第二位置传感器432检测其中一个径向轴承磁环41和径向轴承安装座42之间的距离，以获得第三距离信息l
r1
，设置在径向轴承安装座42的第二位置传感器432检测另一个径向轴承磁环41和径向轴承安装座42之间的距离，以获得第四距离信息l
r2
。径向轴承安装座42上的第二位置传感器432为偶数个，且第二位置传感器432至少有四个。且每两个第二位置传感器432组成一对，以公共轴2的圆心对称，每一组的第二位置传感器432测得的第三距离信息l
r1
或第四距离信息l
r2
相同。
106.磁浮空气循环机的控制方法还包括步骤s5、由于设置了多个第二位置传感器432和第一位置传感器532，因此每个第一距离信息l
t
和第二距离信息lc都有一个差值，控制器判断第一距离信息l
t
和第二距离信息lc的差值：以l
t-lc＝0为目标，控制器重新调控第一基准励磁电流；每个第三距离信息l
r1
和第四距离信息l
r2
都有一个差值，控制器还判断第三距离信息l
r1
和第四距离信息l
r2
的差值：以l
r1-l
r2
＝0为目标，控制器重新调控第二基准励磁电流。
107.上述磁浮空气循环机的控制方法，在l
t-lc＝0，即代表所述压气机背面12和所述止推盖52之间的距离与所述压气机背面12和所述止推盖52之间的距离不相同，在第一基准励磁电流的基础上按差分的方式调整当前的第一基励磁电流。
108.l
r1-l
r2
＝0时，即代表其中一个所述径向轴承磁环41和所述径向轴承安装座42之间的距离与另一个径向轴承磁环41和径向轴承安装座42之间的距离不相同，在第二基准励磁电流的基础上按差分的方式调整当前的第二基励磁电流。
109.同时为了提升高压气流通断时公共轴2的抗冲击能力，按入控制面板on开关后第一励磁电流和第二励磁电流达到最大值，持续时间为
△
t1s。其中，
△
t1s包括延迟时间
△
t1s和流量控制活门打开所需的时间。按出控制面板off开关后第一励磁电流和第二励磁电流
也达到最大值，持续时间为
△
t2s。其中，
△
t2s延迟时间
△
t2s和流量控制活门关闭所需的时间。
110.上述磁浮空气循环机的控制方法，通过延时控制实现公共轴2的全过程无接触、无磨损运行。参见图6，从上之下的第一条曲线代表第一励磁电流和第二励磁电流，第二条曲线代表公共轴2的转速，第二条曲线代表流量控制活门的供气量。具体实施步骤是：按入飞机的驾驶舱空调控制系统的控制面板on开关后，实现控制器启动，由第一基准励磁电流向第一磁极绕组531、第二基准励磁电流向第二磁极绕组431供电，保证支承刚度，延迟时间设置为
△
t1s，再延迟
△
t1s后公共轴2浮起，随后再打开流量控制活门供气。
111.按入飞机的驾驶舱空调控制系统的控制面板off开关后，先关闭流量控制活门供气，延迟时间设置为
△
t2s，待流量控制活门完全关闭后延迟
△
t2s等待公共轴2完全停转后，再切断第一磁极绕组531和第二磁极绕组431通电。
112.以上步骤所提供的介绍，只是用于帮助理解本发明的方法、结构及核心思想。对于本技术领域内的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也同样属于本发明权利要求保护范围之内。