Analytical modeling of passive electrodynamic levitation systems

• Autorzy: Najjar-Khodabakhsh A.

Warianty tytułu

PL

Metoda analizy pasywnego systemu lewitacji elektrodynamicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper an analytical model for an electrodynamic levitation system is presented. The system consists of a moving permanent magnet piece levitated over a conducting plate. The width of conducting plate is assumed to be considerably greater than magnet. The permanent magnet piece is modeled by two equivalent current sheets, inducing eddy currents in the moving plate. The resultant magnetic field due to the permanent magnet and the eddy currents are then calculated. The drag and lift forces are also computed and their variations with system specifications are investigated. Finally a finite element method is employed to verify the validity of the analytical model, confirming the desirable accuracy of the model. The system modeling by the proposed analytical method is fast enough to be used in iterative design and optimization procedures.

PL

W pracy przedstawiono model systemu lewitacji elektrodynamicznej. System składa się z ruchomego magnesu lewitującego nad przewodzącą płytką o rozmiarach większych niż rozmiar magnesu. Magnes jest modelowany w postaci przewodzących prąd arkuszy indukujących prądy wirowe w płytce. Wypadkowe pole magnetyczne jest obliczane. Obliczane są też siły przyciągania i odpychania dla różnych warunków pracy. Przy zastosowaniu metody Elementów Skończonych przeprowadzono walidację modelu osiągając założoną dokładność.

Słowa kluczowe

EN

electrodynamic levitation; magnetic levitation; passive; analytical modeling; magnetic fields; finite element method

PL

lewitacja elektrodynamiczna; pole magnetyczne; siła przyciągania magnesu

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 10
• Strony: 354--358
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Najjar-Khodabakhsh A.

• Department of Electrical Engineering, Islamic Azad University, Najafabad Branch, Najafabad, Esfahan, Iran,

Bibliografia

• [1] H. W. Lee, K. Kim and J. Lee, Review of Maglev Train Technologies, in: IEEE Tran. Magn., Vol. 42, (2006), 1917- 1925.
• [2] S. Ramtin, Analysis and performance improvement of the electrodynamic suspension system using permanent magnet, M.Sc. thesis, Department of Electrical and Computer Eng., University of Tehran, Iran, 2005.
• [3] H. H. Kolm and R. D. Thronton, Electromagnetic flight, in: Scientific American, Vol. 229, (1973), 17-25.
• [4] S. Vaez-Zadeh, S. Ramtin, Performance analysis of passive electrodynamic suspension systems, in: Proc. LDIA, Kobe- (Awaji, Japan 2005) 430-432.
• [5] K. R. Davey, Electrodynamic Maglev coil design and analysis, in: IEEE Trans. Magn., Vol. 33, (1997) 4227-4229.
• [6] T. Sakamoto, A.R. Eastham and G.E. Dawson, Induced currents and forces for the split-guideway electrodynamic levitation system, in: IEEE Trans. Magn., Vol. 27, (1991) 5004- 5006.
• [7] K. Davey, Analysis of an electrodynamic Maglev system, in: IEEE Trans. Magn., Vol. 35, (1999) 4259-4267, 1999.
• [8] J. L. He, D. M. Rote, and H. T. Coffey, Application of the dynamic circuit theory to maglev suspension system, in: IEEE Trans. Magn., Vol. 29, (1993) 4153-4163.
• [9] J. R. Reitz, Forces on moving magnets due to eddy currents, in: J. Appl. Phys, vol. 41, (1970) 2067–2071.
• [10] Y. Kraftmakher, Maglev for student, in: European Journal of Physics, Vol. 29, (2008) 663-669.
• [11] R. J. Hill, Teaching electrodynamic levitation theory, in: IEEE Trans. Education., Vol. 33, (1990) 346–354.
• [12] J. Iniguez and V Raposo, Laboratory scale prototype of a lowspeed electrodynamic levitation system based on a Halbach magnet array, in: European Journal of Physics, Vol. 30, (2009) 367-379, 2009.
• [13] J. Bird and T. A. Lipo, Characteristics of an electrodynamic wheel using a 2-D steady-state model, in: IEEE Trans. Magn., Vol. 43, (2007) 3395-3405.
• [14] J. Bird and T. A. Lipo, Calculating the Forces created by an electrodynamic wheel using a 2-D steady-state finite-element method, in: IEEE Trans. Magn., Vol. 44, (2008) 365-372.
• [15] J. Bird and T. A. Lipo, A 3-D magnetic charge finite-element model of an electrodynamic wheel, in: IEEE Trans. Magn., Vol. 44, (2008) 253-264.
• [16] H. Gholizad, M. Mirsalim and M. Mirzaei, An improved Equivalent magnetic circuit network method for consideration of motional eddy current in a solid conductor, in: Amirkabir Journal, Vol. 17, (Fall/Winter 2007) 63-68.