مدلسازی سیستم تعلیق الکترودینامیکی نوع آهنربای دائم با لحاظ کردن اثر پوستی

در این مقاله ایجاد نیروهای معلق مغناطیسی و مقاوم رانش در سیستم تعلیق الکترودینامیکی با استفاده از آهنربای دائم مورد بررسی قرار گرفته است. سیستم تعلیق الکترودینامیکی نیروی عکس العمل متقابل دو میدان مغناطیسی است که براساس خاصیت دفعی تولید شده و باعث ایجاد تعلیق می‌شود. بخش معلق این سیستم شامل یک آهنربای دائم مکعبی شکل و مسیر راهنمای آن یک ریل آلومینیومی با ضخامت دو میلیمتر است که در مدل تحلیلی آهنربا با مدل ورقه‌ای جریان مدل شده است و جریان القایی ناشی از تغییر میدان در ریل آلومینیومی با لحاظ کردن اثر پوستی محاسبه شده است. جهت بررسی اثر پوستی، ریل آلومینیومی چند لایه با هدایت الکتریکی متفاوت فرض شده است. نیروهای تعلیق و مقاوم رانش در سرعتهای مختلف به کمک مدل تحلیل محاسبه شده‌اند. سپس به کمک روش اجزای محدود دوبعدی سیستم مدل‌سازی شده و تاثیر تغییر سرعت بر نیروهای تعلیق و مقاوم رانش در دو فاصله هوایی مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی شده توسط مدل تحلیلی با روش اجزای محدود مقایسه شده و مورد تایید قرار گرفته است

Modeling, Design and Analysis of a Electrodynamic Levitation System by Considering the Skin Effect

In this paper, lift and drag forces of permanentmagnet electrodynamic suspension (PMEDS) System have been studied by considering the skin effect. Electrodynamic suspension is based on repulsive force between two magnetic fields with the same polarity. In this research the electrodynamic suspension system consists of a moving permanent magnet block levitated over a flat conducting plate with 2 mm thickness. At first, the analytical model of the PMEDS is proposed. For this propose, permanent magnet poles are modeled by the current sheets. Then the eddy current is calculated on aluminum sheet by considering the skin effect. Finally, the lift and drag forces are calculated in difference speed. The 2D finite element method is utilized to investigate the effect of speed variations on the performance of PMEDS at two different airgap. Twodimensional finite element model, the accuracy of proposed analytical model is validated. The results of the finite element method are compared with results obtained by analytical model. It shows the accuracy of the analytical model in the estimation of the lift and drag forces of an electrodynamic suspension system.