Levitasi magnetik adalah proses melayang objek dengan memanfaatkan medan magnet. Dengan kata lain, hal ini menolak gaya gravitasi pada suatu benda dengan menggunakan medan magnet sebagagai penangkal. Baik gaya magnet tolakan atau tarik dapat digunakan untuk membuat levitasi. Dalam hal daya tarik magnetik, percobaan adalah dikenal sebagai suspensi magnetik. Menggunakan tolakan magnet, menjadi magnet levitasi. Dalam levitasi, magnet dicoba dengan menggunakan magnet permanen. Upaya dilakukan untuk menemukan pengaturan yang benar dari magnet permanen melayangkan magnet lain yang lebih kecil, atau untuk menangguhkan magnet atau objek lain terbuat dari bahan besi. Namun, secara matematis terbukti dengan Earnshaw bahwa pengaturan statis magnet permanen atau beban tidak bisa secara stabil secara magnetis melevitasikan objek Selain magnet permanen, cara lain untuk menghasilkan medan magnet juga dapat dimanfaatkan untuk melakukan levitasi, Salah satunya adalah sistem elektrodinamik, yang memanfaatkan hukum Lenz. Ketika magnet bergerak relatif terhadap konduktor dijarak yang dekat , arus diinduksi dalam konduktor. Ini arus induksi akan menyebabkan medan magnet yang berlawanan. Medan magnet ini berlawanan dapat digunakan untuk melayang magnet. Ini berarti untuk mengatasi pembatasan yang diidentifikasi oleh Earnshaw disebut sebagai osilasi. Elektrodinamik levitasi magnetik juga hasil dari efek diamati pada superkonduktor. Efek ini diamati oleh Meissner dan dikenal sebagai Meissner efek. Ini adalah kasus khusus dari diamagnetisme. Tesis ini terutama akan berurusan dengan levitasi elektromagnetik menggunakan umpan balik teknik untuk mencapai levitasi stabil sebuah magnet batang. -============================================================ Teorema Earnshaw yang pada dasarnya membuktikan bahwa magnet statis tidak dapat levitated oleh setiap pengaturan dari magnet permanen atau beban. Ini bisa dengan sederhana terbukti sebagai berikut: "Gaya statis sebagai fungsi posisi F (x) yang bekerja pada suatu obyek di ruang hampa karena gravitasi, elektrostatik dan magnetostatic bidang akan selalu divergenceless. divF = 0. Pada titik keseimbangan gaya adalah nol. Jika kesetimbangan adalah dimana gaya stabil harus menunjuk ke arah titik keseimbangan pada beberapa bidang kecil di sekitar titik. Namun, dengan teorema Gauss Integral dari komponen radial dari gaya ke atas permukaan harus sama dengan intergral dari perbedaan gaya ke atas dalam volume adalah nol "- (Philip Gibbs dan Andre Geim, Maret 1997) Teorema ini meskipun membuat asumsi tertentu. Dengan demikian hasilnya bisa dielakkan dalam kondisi tertentu. Pengecualian terhadap teorema Earnshaw yang adalah sebagai berikut: 1. QUANTUM TEORI Pertama teorema ini hanya memperhitungkan fisika klasik dan kuantum tidak

mekanik. Pada tingkat atom ada jenis levitasi yang terjadi melalui kekuatan tolakan antara partikel. Efek ini sangat kecil namun, bahwa itu adalah umumnya tidak dianggap sebagai levitasi magnetik. 2.ROTASI Properti ini digunakan dalam layar levitasi magnetik dipatenkan disebut Levitron. Levitron menggunakan susunan magnet permanen statis untuk melayang magnet yang lebih kecil. Sistem ini mengatasi ketidakstabilan dijelaskan dalam Earnshaw Teorema dengan memutar magnet melayang dengan kecepatan tinggi. 3.diamagnetisme Teorema Earnshaw itu tidak berlaku untuk bahan diamagnetik, karena mereka memiliki permeabilitas relatif kurang dari satu. Ini berarti bahwa mereka tidak berperilaku seperti magnet biasa, karena mereka akan cenderung untuk mengusir setiap fluks magnetik. 4.Meissner EFEK Sebuah kasus khusus dari diamagnetisme diamati dalam konduktor didinginkan sampai di bawah kritis suhu mereka (biasanya mendekati 0 K). Di bawah suhu ini, mereka menjadi superkonduktor, dengan resistansi internal dari nol. Mereka mencapai permeabilitas relatif dari nol, membuat mereka bahan diamagnetik sempurna. Hal ini memungkinkan mereka untuk mempertahankan medan magnet memukul mundur mereka selama sebagai asing sumber fluks magnet hadir. 5.kritik, SISTEM Posisi magnet melayang dapat dirasakan dan digunakan untuk mengontrol bidang kekuatan elektromagnet. Dengan demikian kecenderungan untuk ketidakstabilan dapat dihapus dengan terus-menerus memperbaiki kekuatan medan magnet dari elektromagnet untuk menjaga magnet permanen levitated. 6.osilasi Melewati arus bolak-balik melalui elektromagnet menyebabkan eddy arus mengalir di dalam intinya. Arus tersebut menurut hukum Lenz akan mengalir sehingga mereka mengusir medan magnet di dekatnya. Dengan demikian, hal itu menyebabkan elektromagnet untuk berperilaku seperti bahan diamagnetik. Ref: Philip Gibbs dan Andre Geim, "levitasi magnet". , Maret 1997. [Online] http://math.ucr.edu/home/baez/physics/General/Levitation/levitation.html~~V, (Oktober, 2005

Levitron Levitron adalah mainan yang komersial yang diciptakan oleh Roy Harrigan. Ini adalah dipatenkan alat yang melakukan levitasi magnetik dengan magnet permanen. itu mengatasi keterbatasan yang ditetapkan oleh teorema Earnshaw melalui rotasi. Dasar terdiri dari hati-hati disusun set magnet permanen. Tujuannya yang levitated adalah magnet permanen melingkar dalam bentuk berputar atas. Harrigan menemukan bahwa ketidakstabilan dijelaskan oleh Earnshaw dapat diatasi dengan memiliki spin magnet melayang dengan kecepatan tinggi. Gerakan gyroscopic menyediakan solusi sederhana untuk masalah ketidakstabilan spasial didefinisikan oleh Earnshaw. Harrigan mampu menentukan kecepatan di atas yang magnet melayang harus berputar untuk mempertahankan levitasi stabil. Jika kecepatan sudut adalah terlalu lambat, efek stabilisasi gyroscopic akan hilang. Bentuk berputar atas untuk magnet melayang diadopsi untuk mengurangi hambatan yang disebabkan oleh udara gesekan sebagai spin atas. Dengan demikian akan dapat berputar lebih lama. Dia juga menemukan bahwa sebagai spin atas, efek diamagnetik terjadi. Gerakan relatif berputar atas melayang ke magnet basis menyebabkan arus menjadi diinduksi dalam berputar atas. Arus induksi membuat sebuah medan magnet yang menentang magnet dasar sedemikian rupa sehingga mencoba untuk memperlambat rotasi melayang atas, menyebabkan waktu melayang menjadi berkurang. Jadi Levitron menggunakan keramik magnet dan bahan keramik, bukan melakukan logam. ini mengurangi arus induksi dan dengan demikian medan magnet yang berlawanan yang tidak diinginkan. Hal ini memungkinkan bagian atas untuk berputar lebih lama. Karena gesekan udara dan arus induksi tidak dapat dihilangkan Namun, efek melayang tidak dapat dipertahankan atau dikontrol.

ATAS PENGARUH Meissner dan superkonduktor Salah satu sifat yang menarik dari superkonduktor telah diteliti oleh Meissner, dan dikenal sebagai efek Meissner. Efek Meissner adalah fenomena yang terjadi ketika konduktor tertentu didinginkan di bawah kritis mereka suhu yang biasanya 0 K. Telah diamati bahwa di bawah kondisi ini konduktor akan menjadi superkonduktor, dan sebenarnya akan mengusir magnetik

bidang orientasi apapun. Dengan kata lain, sepotong bahan superkonduktor didinginkan sampai di bawah suhu kritisnya akan menolak kutub selatan magnet atau magnetik kutub utara, tanpa harus memindahkannya. Ini adalah kasus khusus dari diamagnetisme. Dalam konduktor konvensional seperti tembaga, jika magnet dibawa dekat dengan itu, arus listrik diinduksi pada tembaga. Menurut hukum Lenz, ini saat ini diinduksi akan membentuk medan magnet untuk melawan atau menentang terdekat medan magnet yang disebabkan oleh magnet. Karena kenyataan bahwa tembaga bukan sempurna konduktor Namun, arus induksi cepat meninggal dunia karena internal resistensi hadir dalam konduktor. Ketika saat menghilang, magnet bidang runtuh bersamanya. Jadi, ini arus induksi dan menyertainya medan magnet hanya diamati ketika magnet di dekatnya bergerak. Itu gerakan dari medan magnet di dekatnya kemudian akan terus merangsang diinduksi saat ini dan medan magnet yang berlawanan. Fenomena ini menjelaskan meredam efek yang pelat tembaga di dekat telah pada pergerakan magnet. Seperti dapat dilihat dari penjelasan di atas, secara teoritis, jika arus induksi tidak menghilang karena hambatan dari konduktor, maka terlampir medan magnet harus bertahan juga. Hal ini pada dasarnya, apa yang terjadi dalam superkonduktor didinginkan sampai di bawah suhu kritisnya. Ada nol hambatan di dalam superkonduktor, sehingga terinduksi arus dan menyertainya medan magnet tidak akan menghilang, bahkan jika magnet tersebut berhenti bergerak. Selama karena magnet hadir, medan magnet yang berlawanan akan ada. Hal ini menyebabkan magnet dibawa dekat dengan superkonduktor yang didinginkan harus ditolak, terlepas dari kutub magnet superkonduktor yang terkena. Para lawan magnetik bidang diinduksi dalam superkonduktor dapat menjadi begitu kuat sehingga secara efektif dapat cocok dengan gaya ke bawah pada sebuah magnet di dekatnya disebabkan oleh beratnya. Itu efek resultan diamati adalah bahwa magnet, ditempatkan di atas didinginkan superkonduktor, bisa tetap ada, stabil levitated. Namun ini tidak menjelaskan kenapa magnet tetap stabil levitated di atas superkonduktor tanpa "tergelincir" dari samping. Sebagai Earnshaw menunjukkan, tolakan magnetik sederhana tidak cukup untuk mempertahankan levitasi stabil. Ini masalah ini diselesaikan pada tingkat molekuler. Dalam superkonduktor adalah kotoran, yaitu daerah yang tidak memiliki arus listrik yang mengalir di dalamnya, dan sebagai mengakibatkan tidak menghasilkan medan magnet yang berlawanan. Daerah ini, meskipun kecil, cukup besar untuk memungkinkan daerah medan magnet dari dekat magnet untuk menembus superkonduktor. Jika magnet bergerak, medan magnet harus bergerak dengan itu. Tapi karena medan magnet tidak dapat menembus superkonduktor di bidang lain, medan magnet secara efektif terkunci dalam tempat. Jadi, karena medan magnet sedang diadakan di tempat oleh "lubang" di medan magnet yang berlawanan dari konduktor super, magnet juga, diadakan di

tempat. Inilah yang memegang magnet di tempat di atas superkonduktor dan menyimpannya secara stabil levitated. Hal ini dikenal sebagai fluks menjepit. 2. ELEKTROMAGNETIK MAGNETIK suspensi Cara termudah untuk melayang objek elektromagnetik (dari kontrol perspektif) adalah melalui suspensi magnetik. Obyek yang akan dilevitatasikan ditempatkan di bawah sebuah elektromagnet (hanya satu yang diperlukan), dan kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh elektromagnet dikendalikan dengan tepat meniadakan gaya ke bawah pada objek akibat beratnya (gaya berat benda). Metode ini menentang Teorema Earnshaw dengan memanfaatkan umpan balik. Dengan demikian sistem hanya harus bersaing dengan satu gaya, yaitu gaya berat benda. Sistem ini bekerja dengan memanfaatkan gaya tarik antara elektromagnet dan objek. Karena itu, objek levitasi tidak harus berupa magnet, bisa dari bahan besi. Hal ini semakin menyederhanakan desain pertimbangan. Untuk mencegah objek dari menempel sendiri langsung ke elektromagnet, posisi objek harus diperhatikan dan diberi pengaturan kembali ke rangkaian kontrol yang mengatur arus dalam elektromagnet. ini menghasilkan pengaturan umpan balik dasar seperti digambarkan di bawah ini. Fig3: Diagram menunjukkan pengaturan kontrol dasar dari sistem suspensi magnetik

Jika objek terlalu dekat dengan elektromagnet, arus di elektromagnet harus dikurangi. Jika objek terlalu jauh, saat ini untuk elektromagnet harus ditingkatkan. Sebuah pengaturan fisik mungkin ditunjukkan di bawah ini

Ada berbagai cara untuk mengatur posisi objek levitasi. Salah satu cara adalah optik. Sebuah sinar cahaya bersinar di bagian bawah elektromagnet dan dideteksi pada sisi lain. Sebagai objek mengaburkan semakin banyak cahaya (menunjukkan bahwa objek tersebut semakin dekat dengan elektromagnet) pengontrol elektromagnet dibatasi lagi. Selanjutnya jika objek levitasi jauh dari elektromagnet, semakin banyak cahaya yang terkena sensor, dan saat itu elektromagnet ditingkatkan . Sistem ini dapat menunjukan sulitnya untuk mengatur, dengan benar keselarasan dari sumber cahaya dan sensor cahaya sangat penting. Selanjutnya yang tidak kalah penting adalah bentuk objek levitasi, karena tingkat di mana cahaya dikaburkan atau terkena harus linier untuk menunjukan objek levitasi yang naik dan turun. Ini akan menghasilkan hasil yang terbaik Posisi ini juga dapat dirasakan secara kapasitif. Sebuah plat logam kecil dapat ditempatkan antara objek levitasi dan elektromagnet. Kapasitansi antara obyek levitasi dan pelat logam dapat dirasakan dan digunakan untuk menentukan jarak antara keduanya. Keuntungan dari sistem ini adalah bahwa kapasitansi antara pelat dan objek selalu linier terlepas dari bentuk objek melayang. Kapasitansi ini diberikan oleh persamaan berikut.

C = kapasitor ( farad) A = luas plat kapasitor = permitifitas mula-mula = permitifitas relative d = jarak antara plat dengan obyek levitasi

Posisi pelat logam tidak segenting posisi sensor di metode optik, dan dengan demikian sedikit lebih mudah untuk mengatur. Kerugian dari ini solusinya adalah bahwa pelat logam ditempatkan di bawah elektromagnet mungkin memiliki efek yang tidak diinginkan pada perilaku magnetik dari sistem. Jika bahan tersebut besi, kedekatannya dengan elektromagnet dan bentuknya akan mengubah resultan medan magnet terbentuk di daerah objek levitasi. Juga sirkuit yang dibutuhkan untuk merasakan kapasitansi secara akurat ini cukup rumit dan sensitif terhadap rancangan sirkuit. lain arti dari posisi penginderaan adalah melalui pemancar suara-ultra sonik. ini bekerja berdasarkan konsep sonar. Sebuah sinyal suara ditransmisikan dan waktu dihitung dari sinyal datang kemudian kembali setelah sinyal dipantul dari obyek levitasi, ini digunakan untuk menentukan jaraknya. Namun ini, adalah solusi yang sangat kompleks mengingat kesederhanaan sistem? Juga karena jarak yang sangat pendek dimana sensor ultrasonik harus mengirimkan, solusi ini menjadi tidak layak.

Posisi ini juga dapat dirasakan dengan sensor Hall Effect. Untuk solusi ini, satu sensor Hall dapat ditempatkan pada kutub utara elektromagnet, dan yang lainnya di kutub selatan. Sensor Hall adalah perangkat yang memiliki linier untuk meningkatkan tegangan respon agar fluks magnet meningkat. Hal ini dapat mendeteksi kedua kutub utara dan kutub selatan, dengan baik meningkatkan tegangan output di atas tegangan output mula-mula, atau menurunkan tegangan output di bawah tegangan output mula-mula nya. output dari kedua sensor dapat dikirim ke input dari diferensial opamp untuk menentukan perbedaan antara tegangan output akhir dengan tengangan output mula-mula. Ketika tidak ada objek untuk dilevitasikan, output dari kedua sensor akan sama. Sedemikian juga jika sebuah objek mendekati bagian bawah elektromagnet Namun, menjadi magnet oleh medan magnet elektromagnet. Dengan demikian, tidak akan ada dua medan magnet di kedua sisi sensor hall di bagian bawah elektromagnet. Penyebabnya mungkin disebabkan oleh elektromagnet dan sebab yang lain karena medan magnet di objek levitasi. Hal ini akan menyebabkan sensor hall bawah mendeteksi medan magnet net, sementara sensor hall atas masih akan mendeteksi medan magnet dari elektromagnet saja. The opamp diferensial kemudian akan mengeluarkan sinyal yang dapat digunakan untuk mengontrol arus untuk elektromagnet. Karena sensor hall memiliki respon linear, output opamp diferensial akan naik dan turun secara linear sebanding dengan naik dan jatuhnya obyek. Rangkaian digunakan untuk mengimplementasikan solusi alam ini hanya memiliki untuk mencapai linier saat ini kontrol dari 0 ampere untuk arus operasi maksimum. Hanya satu pasokan yang dibutuhkan, bersama dengan sirkuit sensor dan keuntungan tepat untuk sumber arus kontrol. Telah dicatat namun dalam percobaan ini

sistem, yang osilasi dalam objek melayang ada karena fase lag disebabkan oleh sirkuit kontrol saat ini dan elektromagnet itu sendiri, yang sebenarnya adalah besar induktif beban. Dari segi fisik, masalahnya adalah bahwa sirkuit bereaksi terlalu perlahan-lahan ke perubahan posisi dari objek melayang. Jika objek menjatuhkannya adalah inheren percepatan. Rangkaian kontrol atas akan memberikan kompensasi dengan besar mengoreksi saat ini, dan pada saat itu slacked off, objek akan mempercepat terhadap elektromagnet. Hal ini menyebabkan osilasi tumbuh sebagai kontrol sirkuit selalu lebih mengkompensasi sampai akhirnya levitasi tidak dapat dipelihara dan benda jatuh. Jadi untuk melawan fase lag disebabkan oleh sirkuit kontrol dan elektromagnet, timah tahap perlu ditambahkan. Dalam hal kontrol, posisi obyek melayang cukup informasi untuk mempertahankan levitasi stabil, yang laju perubahan posisi diperlukan juga, yaitu kecepatan. Hal ini dapat dicapai dengan dasar sirkuit di bawah ini. Fig5: Diagram menunjukkan rangkaian fase memimpin sederhana Sirkuit ini akan diposisikan antara sirkuit posisi penginderaan dan saat kontrol sirkuit. Sebagai heuristik, R2 biasanya sepersepuluh dari R1 (untuk membatasi AC saat ini). C2 ditentukan berdasarkan frekuensi cut-off, yaitu frekuensi osilasi yang harus dihilangkan. Ini ditentukan sesuai dengan persamaan: f = frekuensi osilasi (Hz) R = R1 (ohm) C = C1 (farads) f = 1 2? RC R1 R2 C1 Informasi posisi adalah sinyal dc dan melewati R1 resistor, memberikan keuntungan yang sesuai. Untuk mendapatkan kecepatan, informasi posisi adalah dibedakan dengan resistor dan kombinasi kapasitor secara seri. Ini adalah ditunjukkan oleh R2 dan C1 secara paralel dengan R1. Jadi baik posisi dan kecepatan informasi dijumlahkan untuk menentukan apa yang saat ini berkendara. Ketika obyek melayang yang diam atau bergerak perlahan, informasi posisi dominan. Jika objek mulai naik atau turun dengan cepat namun, kecepatan informasi menjadi lebih dominan dalam perhitungan arus diperlukan. Jadi efek percepatan objek tersebut dibatalkan, dan osilasi yang tidak diinginkan dalam levitasi objek yang teredam. Fig6: Gambar menunjukkan sistem suspensi magnetik dalam tindakan ELEKTROMAGNETIK levitasi Kepentingan utama yang mendorong levitasi elektromagnetik adalah dalam aplikasi di transportasi massal. Banyak penelitian yang sedang dilakukan pada metode dan

kompleksitas teknologi ini. Dalam aplikasi di transportasi massal, terutama kereta api, ini teknologi longgar disebut sebagai maglev. 6,1 maglev Konsep ini telah menemukan aplikasi komersial di kereta maglev. Maglev adalah singkatan levitasi magnetik, dan ini paling sering digunakan ketika mengacu pada kereta api. Maglev diinginkan sedemikian aplikasi karena dari pemeliharaan rendah untuk jaringan jalur, dan jalur gesekan rendah sehingga menyediakan. Karena kereta api banyak memperoleh energi mereka dari sumber tidak pada kereta api yang sebenarnya, kebutuhan energi dari sistem menjadi kurang ketat. Oleh karena itu, meskipun, dibutuhkan cukup banyak energi untuk melayang kereta api, energi yang dapat feasibly diperoleh dan dipindahkan ke kereta. 6.1.1 Pertimbangan Desain Berbagai hal perlu dipertimbangkan ketika mengunakan levitasi subsistem sebagai sistem Maglev yang lebih besar. Yang paling penting dipertimbangkan adalah persyaratan untuk melayang kereta. Ini termasuk memaksa yang dibutuhkan untuk mengangkat kereta, konsumsi energi, sistem penggerak (jalan di mana elektromagnet disusun dan memicu gerak maju) dan gaya yang bekerja di kereta karena perjalanan dengan percepatan tinggi. Terlepas dari ini adalah pertimbangan konstruksi dan biaya seperti sistem. Untuk sesuatu yang besar seperti kereta, ini cukup penting. kenyamanan penumpang merupakan prioritas dalam aplikasi tersebut. Osilasi dan gerakan mendadak atau percepatan yang tidak diinginkan dapat menyebabkan ketidaknyamanan penumpang. Dengan demikian, persyaratan kontrol sangat ketat. Pada dasarnya, kereta harus dijaga, melevitasi di trek dan bergerak maju dengan kemampuan dapat diberhentikan sesuai kebutuhan. Semua ini sebaiknya harus dicapai melalui metode non kontak, seperti melalui penggunaan medan magnet. ada Solusi Teorema Earnshaw yang harus diperhitungkan. Namun, seperti dalam kasus dari sistem suspensi sederhana magnetik, Maglev berusaha untuk menghindari Earnshaw Teorema melalui penggunaan umpan balik. Namun masih ada beberapa penelitian yang dilakukan pada menggunakan magnet permanen untuk di aplikasi ini. Langkah-langkah terbesar , sedang dilakukan dengan elektromagnet dan kontrol umpan balik. Menggunakan umpan balik dan levitasi elektromagnetik, memecahkan masalah mendasar yang dijelaskan oleh Earnshaw. Isu berikutnya yang menjadi perhatian adalah stabilitas melayang berguna. berbagai cara untuk mencapai ini adalah melalui susunan yang berbeda dari elektromagnet. Ini memanfaatkan baik suspensi magnetik atau levitasi magnetik atau keduanya. Karena sifat kaku struktur kereta api, dan fakta bahwa ia harus melakukan perjalanan menyusuri jalan terarah, konfigurasi yang elektromagnet di kereta dan di trek menjadi lebih sederhana. Di bawah ini adalah diagram susunan sederhana dari elektromagnet untuk sistem maglev.

Fig7: Diagram menunjukkan pengaturan sederhana dari elektromagnet untuk melayang kereta api.

Gerakan menyamping kereta api sama pentingnya dengan gerakan atas dan bawah kereta. Dengan demikian masalah levitasi magnetik telah bergeser dari menjadi masalah satu dimensi seperti dalam kasus magnet suspensi, untuk masalah tiga dimensi. Maglev kereta memecahkan sistem ini dengan pengaturan berbagai elektromagnet seperti yang digambarkan di atas. Perancang kemudian dapat fokus pada karakteristik yang diperlukan elektromagnet masing-masing, dan kemudian hubungan mereka satu sama lain. Hubungan atau interaksi antara berbagai elektromagnet juga penting. Gerakan dan pergeseran momentum kereta api tidak hanya dapat mempengaruhi sirkuit kontrol satu elektromagnet, tetapi sirkuit individu dapat memiliki efek negatif satu sama lain. Kereta dapat mulai berosilasi jika tidak ada beberapa bentuk transfer informasi kontrol antara berbagai kontrol sirkuit dari elektromagnet. Bentuk kompensasi yang sama lebih dalam sistem kontrol yang dibahas dalam kasus suspensi magnetik dapat terjadi dalam sistem maglev jika tidak ada sarana untuk berbagai sirkuit kontrol untuk berinteraksi. Perkembangan baru dalam teknologi maglev meliputi penelitian ke dalam levitasi dengan superkonduktor dan efek diamagnetik lainnya. Ini termasuk magnet superkonduktor bertempat di kereta, memukul mundur murah, mudah untuk membangun magnet dibangun ke trek. Efek diamagnetik menjadi dieksploitasi termasuk metode berosilasi seperti dijelaskan sebelumnya. Sistem seperti menggunakan magnet ditempatkan di kereta api untuk mengusir konduktor membawa arus AC yang bertempat di trek. Keuntungan menggunakan efek diamagnetik untuk melakukan levitasi magnetik adalah bahwa dibandingkan dengan sistem yang menggunakan elektromagnet untuk levitasi, sebuah sistem menggunakan efek diamagnetik memiliki celah udara secara signifikan lebih besar. 6.2 Ayunan maglev Tujuan dari tesis ini adalah untuk menghasilkan sistem levitasi magnetik bekerja

mampu melayang sebuah benda nyata dukungan apapun, tanpa medan magnet sumber ditempatkan di samping itu pada tingkat yang sama dari ketinggian. Hanya seperti satu sistem serupa ditemukan ada. Hal ini disebut "Maglev ayuanan" dan dirancang dan dibangun oleh Beaty Bill. 6.2.1.Operasi Maglev bekerja dengan mensimulasikan efek Meissner elektronik. Rangkaian mensimulasikan bahwa itu menimbulkan baik itu kutu utara dan kutub selatan. dasar pikiran dari sistem ini adalah bahwa sensor hall ditempatkan pada salah satu ujung elektromagnet. Output sensor dikirim ke sirkuit kontrol dari elektromagnet setelah dimodifikasi dengan benar dengan keuntungan yang benar dan polaritas. Rangkaian ini diatur sehingga dapat mencoba untuk mempertahankan resultan magnet nol dalam bidang sensor hall. Ini berarti bahwa sebagai magnet dengan, (misalnya,) kutub selatan terkena sensor, kemudian mendekati sensor, sirkuit akan meningkatkan arus dalam elektromagnet sesuai dengan yang diperlukan untuk menghasilkan arah kutub selatan yang berlawanan dari elektromagnet. Saat magnet bergerak lebih dekat dengan sensor, sirkuit akan mendorong elektromagnet dengan kuat sampai gayanya cukup besar agar sesuai dengan berat magnet. Ini juga akan terjadi jika kutub utara magnet terkena sensor, sehingga sirkuit mengemulasi efek meisner. Maglev menggunakan pengaturan sampai dengan 12 elektromagnet dan sirkuit kontrol mereka dalam konfigurasi "v" untuk melayang sebuah bar magnet. Sebuah konfigurasi v digunakan untuk mengatasi gerakan ke samping magnet dan sehingga menjaganya agar tetap terjebak dalam posisi, berlevitasi di atas elektromagnet. Maglev menggunakan aliran cepat untuk menghidupkan sirkuit untuk mengontrol arus ke elektromagnet. Rata rata waktu sirkuit tetap itu adalah fungsi dari jarak batang magnet. Jika batang magnet jatuh terlalu dekat dengan elektromagnet, sirkuit menyala, sehingga menerapkan gaya memukul mundur. Jika magnet batang naik terlalu tinggi di atas elektromagnet, itu mati, sehingga menghilangkan gaya tolakan. magnet batang secara bertahap mencapai ketinggian kesetimbangan, dimana elektromagnet terus menyalakan dan mematikan untuk mempertahankan tinggi levitasi. Ini mungkin tampak bahwa sistem ini secara inheren akan menyebabkan batang magnet untuk berosilasi di udara. Osilasi ini teredam oleh inersia dari magnet bar. Kecepatan menyalakan sangat tinggi, bahwa inersia dari magnet batang menyimpannya diam di udara pertengahan. 6.2.2 Setelah magnet menjadi masalah Sistem Masalah diteliti bagaimanapun bahwa sistem menderita ketidakstabilan. Batang hanya dapat tetap diangkat sekitar selama beberapa detik sebelum osilasi terlalu besar dan terjatuh. Hal ini kemungkinan besar disebabkan oleh fase lag yang diidentifikasi dalam sistem suspensi magnetik. Solusinya adalah yang

paling mungkin untuk menambahkan fase timbal ke dalam rangkaian, yaitu untuk memperoleh kecepatan dan menambahkannya ke informasi posisi dalam rangka untuk meredam osilasi ini. Sebagai Beaty mencatat, redaman ini juga dapat dicapai dengan menempatkan fisik tembaga pelat tegak lurus terhadap batang magnet levitasi. Jika magnet batang berosilasi, arus listrik akan diinduksikan pada pelat tembaga, menyebabkan medan magnet yang berlawanan yang akan didirikan, yang akan meredam gerakan-gerakan batang magnet. Ia juga mencatat bahwa berat dapat ditambahkan ke magnet batang untuk meningkatkan inersia dan berlaku meredam osilasi dengan cara itu. Solusi ini bagaimanapun akan tidak mernimbulkan efek pada sistem kinerja. Hal-hal seperti ketinggian dan levitasi kecepatan respon (karena obyek melayang yang lebih berat) akan terpengaruh. Untuk mengusir baik kutub utara dan kutub selatan, magnetik membutuhkan split power supply untuk memberikan arah arus yang berbeda dalam elektromagnet sesuai kebutuhan. Sebuah transistor sederhana menyalakan sirkuit kontrol jumlah rata-rata saat ini elektromagnet menerima berdasarkan sensor informasi. Posisi sensing dilakukan dengan sensor hall dipasang pada ujung elektromagnet. Tata letak fisik dari Maglev cradle ditampilkan di bawah. Fig8: Diagram yang menunjukkan konfigurasi fisik dari buaian maglev.

Sistem Pengembangan Levitation elektromagnetik Model dikembangkan untuk topik tesis yang bertujuan untuk menggunakan kontrol arus kontinu dengan elektromagnet, bukan kontrol saat ini beralih digunakan oleh Maglev cradle. Percobaan juga dilakukan untuk menyelidiki berbagai konfigurasi dari elektromagnet untuk mencapai levitasi magnetik stabil. arus sirkuit kontrol sistem dan Hall Effect sensor, akan diuji pertama, dan kemudian digandakan untuk setiap elektromagnet ditambahkan ke sistem. Dari sana, kontrol sirkuit akan dirancang dan ditambahkan sesuai kebutuhan.

Seperti dasar pemikiran dengan model levitasi magnetik, diagram sistem atas menunjukkan kerja dasar dari sistem levitasi magnetik. Karena Elektromagnet Levitation yang dirancang untuk tesis ini hanya terdiri dari beberapa elektromagnet, diagram sistem di atas berlaku untuk masing-masing. Interaksi ini Sistem yang akan dibahas nanti. Seperti dalam maglev ayunan, pengoperasian sistem ini adalah untuk mendeteksi posisi magnet melayang dan drive elektromagnet yang sesuai. jika magnet jatuh terlalu dekat, arus di elektromagnet harus ditingkatkan untuk mengusir magnet melayang lebih kuat. Jika naik terlalu tinggi, arus dalam elektromagnet harus dikurangi. Untuk model ini, obyek yang dilevitasi akan menjadi magnet batang. Sarana penginderaan posisi akan dilakukan dengan merasakan medan magnet dari melayang magnet. Penataan fisik dari sistem di atas akan sama berikut. Fig10: Menampilkan pengaturan fisik mungkin bagi sistem levitasi magnetik.

7.2 Komponen sistem 7.2.1 Elektromagnet elektromagnet adalah baja baut dengan kawat tembaga tipis di sekitar baja tersebut. Dua potongan melingkar hardboard kayu yang dipaku ke setiap ujung. Kumparan itu sendiri dibungkus dengan selotip. Kumparan memiliki resistansi dc 22 ohm.

Ratiometric Balai Sensor Efek Linear Sensor Hall Effect ini adalah perangkat output linier yang merasakan kekuatan dan polaritas medan magnet di dekatnya. no.nya UGN3503u. Sensor itu sendiri datang dalam paket tiga pin kecil IC. -nya tegangan suplai adalah 4.5V - 6V dan arus pasokan yang diperlukan adalah sekitar 9mA - 14mA. Ini output tegangan diam dari 2.4V - 3V tergantung pada tegangan suplai. Sensitivitas sensor tergantung pada tegangan suplai, tetapi umumnya dalam kisaran 1.4mV / G. Fig12: representasi Pictorial Sensor Balai ratiometric Efek.

Elektromagnet CIRCUIT CURRENT HARD DRIVE

Pengaruh Hall sensor (bagian no. Ugn3503u) memiliki tegangan output dari diam 2,4 volt sampai 3 volt. Ini tergantung pada tegangan suplai sensor itu. itu sensor menunjukkan apakah kutub utara atau kutub selatan terdeteksi, dengan menaikkan atau menurunkan tegangan outputnya tentang nilai diam nya. Sebagai mendekati meningkatkan kekuatan medan magnet, tegangan output akan meningkat atau menurun linear, tergantung pada kutub magnet itu terkena. Untuk saat ini di elektromagnet untuk dapat membalikkan arah berdasarkan informasi ini, output sensor akan harus dibuat bipolar. Opamp digunakan dalam konfigurasi bumi virtual sebagai opamp summing sirkuit. Potensiometer di pembagi resistor digunakan untuk null keluar diam tegangan dari sensor, dengan menjumlahkan tegangan yang sama dan berlawanan di ke titik bumi virtual. Dengan demikian, pada output opamp, sinyal bipolar adalah tercapai, dengan polaritas yang menunjukkan kutub magnet telah terdeteksi, dan besarnya menunjukkan kekuatan medan magnet terdeteksi. Itu resistor umpan balik memberikan keuntungan yang diperlukan untuk meningkatkan dc kecil respon dari sensor ke tingkat yang dapat digunakan. Dua Darlington kekuasaan transistor yang terhubung dalam konfigurasi wastafel / sumber dengan beban, dan basis mereka didorong oleh output opamp. Pengaturan ini mengemulasi daya opamp, dengan memungkinkan opamp LM741 dasar untuk mengendalikan banyak saat ini lebih besar Peringkat dari yang ditentukan tersebut. The 100 ohm resistor antara basis emitor transistor dan memungkinkan kecil arus mengalir untuk menarik elektromagnet bahkan ketika bidang yang sangat lemah terdeteksi. Dioda yang ditambahkan untuk memberikan perlindungan lonjakan saat ini, (bahkan meskipun transistor Darlington sudah telah dibangun di dioda), dan kapasitor untuk menghilangkan kebisingan power supply. Sistem ini menjanjikan dalam pengujian awal tanpa beban. Ketika elektromagnet ditambahkan Namun, sirkuit yang menderita ketidakstabilan parah. Begitu tegangan elektromagnet mencapai sekitar 1,2 volt (yaitu segera setelah transistor dihidupkan) ketidakstabilan tampil sebagai tegangan output berosilasi. Awalnya, kapasitansi berturut-turut lebih besar adalah ditambahkan di resistor umpan balik. Meskipun ini tidak mengurangi besarnya osilasi di seluruh beban, mereka tidak bisa dihilangkan. Juga pengenalan kapasitansi besar seperti itu menghambat kecepatan respon dari sistem. Selanjutnya, resistensi ditempatkan secara seri dengan elektromagnet. Ini tidak mengurangi besarnya osilasi, namun, seperti nilai tahanan meningkat, jumlah saat ini di elektromagnet memiliki lebah sehingga secara drastis mengurangi bahwa solusi ini tidak lagi layak. Karena masalah hanya terjadi ketika elektromagnet itu menambahkan, diasumsikan bahwa osilasi disebabkan oleh fase lag diperkenalkan oleh elektromagnet. Jadi rangkaian ini dimodifikasi dengan yang

di bawah ini untuk memfasilitasi pengenalan timbal fase. Fig14: Circuit diagram rangkaian kontrol saat ini dengan penambahan memimpin fase. Sirkuit ini dipisahkan rangkaian opamp musim panas dan sirkuit drive saat ini. Amplitudo osilasi menurun, namun, diamati bahwa frekuensi yang sangat tinggi osilasi masih ada, di urutan 7 MHz. ini osilasi muncul ketika tegangan di beban meningkat menjadi lebih dari 2,38 volt. Hal ini menunjukkan bahwa osilasi muncul sangat lama setelah transistor menyala. Berbagai perubahan dilakukan untuk tata letak fisik dari sirkuit di upaya untuk menghilangkan osilasi, mencurigai bahwa mereka disebabkan oleh miskin sirkuit konfigurasi. Perubahan ini terbukti tidak efektif dalam mengurangi amplitudo osilasi atau mengubah frekuensi. Hal ini mengarah pada modifikasi sebagai berikut: Fig16: Circuit diagram dari rangkaian opamp dua kontrol saat ini dengan penambahan transistor keuntungan tahap membatasi resistor. Resistensi ditambahkan antara output opamp dan basis transistor efektif mengurangi keuntungan dari tahap transistor dengan menciptakan tegangan pembagi dengan 100 ohm resistor dan beban. Modifikasi ini ditemukan sepenuhnya menghilangkan osilasi dan ketidakstabilan pada biaya maksimum tegangan yang dapat dicapai di seluruh beban. Hal ini juga akan menunjukkan bahwa menggunakan TIP31 dan TIP33 transistor dibandingkan TIP122 dan TIP127 transistor juga akan memecahkan masalah osilasi (karena transistor mantan pasangan memiliki gain arus lebih rendah). Perlawanan ini secara bertahap dikurangi sampai libur perdagangan didirikan. Ditemukan bahwa resistansi dari 82 ohm menghilangkan osilasi sambil memberikan tegangan terbesar mungkin di beban, yang sekitar 10 volt. Modifikasi ini terbukti menstabilkan sirkuit asli yang digunakan dalam upaya pertama juga. Dengan demikian baik desain terbaru dan yang asli dapat diuji untuk kinerja. ELEKTROMAGNETIK AWAL UJI tolakan Langkah berikutnya adalah untuk menguji tolakan magnetik dari sistem. Untuk menguji ini, pengaturan berikut didirikan. Fig17: Diagram menunjukkan tata letak fisik dari tes tolakan magnetik

Menjaga salah satu ujung magnet mantap tes, ujung yang lain dibawa ke jarak dari sensor Hall Effect yang melekat pada elektromagnet. Sensor Hall Effect ditempatkan pada sumbu pusat elektromagnet. Itu tercatat bahwa sirkuit sensitif terhadap orientasi elektromagnet, yakni yang sebaliknya terhubung. Jika elektromagnet terhubung dengan cara yang salah, maka kutub selatan mendekati misalnya, akan menyebabkan sirkuit untuk menghasilkan kutub utara dari elektromagnet. Hal ini akan bertentangan dengan dimaksudkan operasi sirkuit dan itu akan masuk mode yang tidak diinginkan. Oleh karena itu penting untuk menghubungkan elektromagnet dengan cara yang benar sekitar. "Anda ingin umpan balik negatif dan kontrol proporsional, bukan positif umpan balik dan latchup "Beaty, B.". Maglev Magnetic Levitation Suspensi Device ". [Online] http://amasci.com/maglev/magschem.html [Oktober 2005] Setelah melakukan ini dengan benar itu lebih lanjut mengamati bahwa ketika magnet adalah dibawa dekat dengan sensor itu mulai "bangkit". Ini efektif suatu osilasi sekitar 0,5 Hz yang tumbuh dalam amplitudo sampai bar magnet dilemparkan jelas. Hal ini pada dasarnya merupakan manifestasi dari masalah diidentifikasi dalam sistem suspensi magnetik. Karena fase lag dari elektromagnet dan sirkuit, informasi posisi hanya cukup

untuk secara stabil melayang objek. Oleh karena itu, fase utama perlu ditambahkan ke sistem. Modifikasi utama fase adalah sebagai berikut. Fig18: Circuit diagram rangkaian kontrol dua opamp saat ini dengan penambahan fase utama. Sisi kanan dari rangkaian lengkap telah dihapus karena kesederhanaan. Kapasitor yang dipilih adalah hanya kapasitor keramik terbesar dikelola tersedia. Karena frekuensi rendah dari osilasi, 680nF terbukti cukup untuk sepenuhnya menghilangkan osilasi dalam gerakan magnet batang. Dari percobaan ini diamati bahwa bidang magnetik maksimum tolakan sangat kecil, dan ditemukan di daerah langsung di atas Aula Efek sensor. Luar daerah ini, kekuatan tolakan magnetik menurun cukup pesat. Kekuatan medan jatuh ke hampir setengah dengan deviasi dari sebagai sedikit 0,5 cm dari wilayah yang ideal. ELEKTROMAGNETIK PARSIAL levitasi UJI Percobaan selanjutnya melibatkan menguji seberapa baik suatu susunan dua elektromagnet berhasil bisa melayang salah satu ujung magnet batang jika hanya didukung dalam dua arah. Konfigurasi dari dua elektromagnet bersama setiap sisi lain digambarkan di bawah ini digunakan Seperti dijelaskan di atas namun, karena bidang magnet maksimum tolakan sangat kecil, tidak cukup kuat medan magnet di diinginkan titik levitasi. Hal ini mengakibatkan menjatuhkan magnet batang di antara dua elektromagnet, yang tidak dapat mengusir itu. untuk mengatasi ini, area efek maksimum dipindahkan dengan mengubah orientasi Hall Effect sensor tersebut. Alih-alih menempatkan mereka pada sumbu pusat Hall Effect Sensor elektromagnet Bar Magnet Bar Magnet elektromagnet hall Effect sensor SIDE VIEW (AKHIR ON) TOP VIEW elektromagnet, mereka ditempatkan di luar sumbu pusat sedemikian rupa sehingga mereka menghadapi magnet melayang. Levitation elektromagnetik Pengembangan Sistem Model dikembangkan untuk topik tesis yang bertujuan untuk menggunakan kontrol arus kontinu dengan elektromagnet, bukan kontrol saat ini beralih digunakan oleh Maglev cradle. Percobaan juga dilakukan untuk menyelidiki berbagai konfigurasi dari elektromagnet untuk mencapai levitasi magnetik stabil. arus sirkuit kontrol sistem dan Hall Effect sensor, akan diuji pertama, dan kemudian digandakan untuk setiap elektromagnet ditambahkan ke sistem. Dari sana, kontrol sirkuit akan dirancang dan ditambahkan sesuai kebutuhan. SISTEM GAMBARAN

Seperti premis dengan model levitasi magnetik paling, diagram sistem atas menunjukkan kerja dasar dari sistem levitasi magnetik. Karena sistem yang dirancang untuk tesis ini hanya terdiri dari beberapa elektromagnet, diagram sistem di atas berlaku untuk masing-masing. Interaksi ini Sistem yang akan dibahas nanti. Seperti dalam Cradle maglev, pengoperasian sistem ini adalah untuk mendeteksi posisi magnet melayang dan drive elektromagnet yang sesuai. jika magnet jatuh terlalu dekat, arus di elektromagnet harus ditingkatkan untuk mengusir magnet melayang lebih kuat. Jika naik terlalu tinggi, arus dalam elektromagnet harus dikurangi. Untuk model ini, obyek yang levitated akan menjadi magnet batang. Sarana penginderaan posisi akan dilakukan dengan merasakan medan magnet dari melayang magnet. Penataan fisik dari sistem di atas akan sama berikut. SISTEM KOMPONEN gambar umum 7.2.1 elektromagnet Para elektromagnet adalah baja baut dengan kawat tembaga tipis di sekitar luka mereka. Dua potongan melingkar hardboard kayu yang dipaku ke setiap ujung. Kumparan itu sendiri dibungkus dengan selotip. Kumparan memiliki resistansi dc 22 ohm. Ratiometric Balai Sensor Efek Linear Sensor Hall Effect ini adalah perangkat output linier yang merasakan kekuatan dan polaritas medan magnet di dekatnya. Mereka tidak ada bagian. adalah UGN3503u. Sensor itu sendiri datang dalam paket tiga pin kecil IC. -nya tegangan suplai adalah 4.5V - 6V dan arus pasokan yang dibutuhkan adalah sekitar 9mA 14mA. Ini output tegangan diam dari 2.4V - 3V tergantung pada tegangan suplai. Sensitivitas sensor tergantung pada tegangan suplai, tetapi umumnya dalam kisaran 1.4mV / G. Elektromagnet RANGKAIAN TERBARU HARD DRIVE