مدلسازی سیستم تعلیق الکترودینامیکی نوع آهنربای دائم با لحاظ کردن اثر پوستی
محورهای موضوعی : انرژی های تجدیدپذیر
محمد رجبی سبدانی
1
*
,
عباس نجارخدابخش
2
,
احمد دارابی
3
1 - کارشناس ارشد - گروه برق، دانشکده مهندسی برق، واحد هرند، دانشگاه آزاد اسلامی، هرند، اصفهان، ایران
2 - استادیار- دانشکده مهندسی برق، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، اصفهان،ایران
3 - دانشیار - دانشکده برق و رباتیک، دانشگاه شاهرود، شاهرود، ایران
کلید واژه:
چکیده مقاله :
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 تأثیر 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 تأیید قرار گرفته است
In this paper, lift and drag forces of permanent-magnet 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. Two-dimensional 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.