Введение
Магнитная левитация переменными во времени полями.
Электродинамическая подвеска (ЭДС) – это форма магнитной левитации, в которой проводники подвергаются воздействию магнитных полей, изменяющихся во времени. Это индуцирует вихревые токи в проводниках, создающие отталкивающее магнитное поле, удерживающее объекты на расстоянии друг от друга. Эти изменяющиеся во времени магнитные поля могут быть вызваны относительным движением между двумя объектами. Во многих случаях одно магнитное поле является постоянным, например, создаваемым постоянным магнитом или сверхпроводящим магнитом, а другое – индуцируется изменениями поля, возникающими при движении магнита относительно проводника в другом объекте. Электродинамическая подвеска также может возникать, когда электромагнит, питаемый переменным током, генерирует изменяющееся магнитное поле; в некоторых случаях это поле генерируется линейным индукционным двигателем. ЭДС используется в поездах на магнитной подушке, таких как японский SCMaglev, а также в некоторых типах магнитолевитационных подшипников.
Electrodynamic suspension (EDS) is a form of magnetic levitation in which there are conductors which are exposed to time varying magnetic fields. This induces eddy currents in the conductors that creates a repulsive magnetic field which holds the two objects apart. These time varying magnetic fields can be caused by relative motion between two objects. In many cases, one magnetic field is a permanent field, such as a permanent magnet or a superconducting magnet, and the other magnetic field is induced from the changes of the field that occur as the magnet moves relative to a conductor in the other object. Electrodynamic suspension can also occur when an electromagnet driven by an AC electrical source produces the changing magnetic field, in some cases, a linear induction motor generates the field. EDS is used for maglev trains, such as the Japanese SCMaglev. It is also used for some classes of magnetically levitated bearings.
Типы
Многие примеры этого использовались на протяжении многих лет.
Левитатор Бедфорд
В этой ранней конфигурации, разработанной Бедфордом, Пиром и Тонксом в 1939 году, алюминиевая пластина помещается на две концентрические цилиндрические катушки и запитывается переменным током. При правильных параметрах пластина демонстрирует стабильную левитацию по шести осям.
Статика
В отличие от конфигураций простых постоянных магнитов, электродинамическая левитация может быть стабилизирована. Электродинамическая левитация с металлическими проводниками демонстрирует форму диамагнетизма, и можно достичь относительной проницаемости около 0,7 (в зависимости от частоты и конфигурации проводника). Принимая во внимание характеристики применимой петли гистерезиса, частотная изменчивость поведения должна быть незначительной для тех магнитных материалов, которые предположительно будут применяться.
Динамическая
Эта форма магнитной левитации может вызывать колебания, вызванные сопротивлением среды, воздействующие на левитирующий объект, и эти колебания всегда возникают при достаточно высокой скорости. Эти колебания могут быть весьма серьезными и приводить к потере устойчивости подвески. Однако, присущая системе демпфирование часто предотвращает их возникновение, особенно в системах большого масштаба. В качестве альтернативы, добавление легких демпферов, настроенных на определенную массу, может предотвратить возникновение проблем, связанных с колебаниями. Также может быть использована электронная стабилизация.