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http://dx.doi.org/10.5370/KIEE.2011.60.12.2236

Analysis on the Levitation Force Characteristics of Longitudinal Flux Type Levitation Magnet using Equivalent Magnetic Circuit Model  

Cho, Han-Wook (충남대학교 전기전자통신공학교육과)
Kim, Chang-Hyun (한국기계연구원)
Lee, Jong-Min (한국기계연구원)
Han, Hyung-Suk (한국기계연구원)
Publication Information
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers / v.60, no.12, 2011 , pp. 2236-2245 More about this Journal
Abstract
This paper deals with the levitation force characteristics of electromagnet for MAGLEV vehicle application. The magnetic flux density distribution and levitation force characteristics of the electromagnet are investigated by means of equivalent magnetic circuit model. Firstly, we defined the aligned and unaligned electromagnet module for the full-electromagnet, and magnetic flux paths are represented for each model including leakage and fringing flux paths. Because of the analysis model contains both the permanent magnet and electromagnet coil, we calculated the airgap magnetic flux density and levitation forces using flux superposition in electromagnetic circuit. The results are validated extensively by comparison with finite element analysis. Moreover, the 1/4 scaled magnetic levitation and propulsion test vehicle has been manufactured and tested in order to verify these predictions. The experimental results confirms the validity of the analytical prediction with equivalent magnetic circuit model for the description of a electromagnet.
Keywords
Maglev vehicle; Electromagnet; Levitation; Equivalent magnetic circuit;
Citations & Related Records
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연도 인용수 순위
1 J.Meins, L.Miller, "The high-speed maglev trasportation system TRANSRAPID," IEEE Trans. Magn, vol. 24, no.2, March 1988. pp.808-811   DOI   ScienceOn
2 K. Wegerer, S. Ellmann, P.Becker, W. Hahn, "Requirements, design and characteristics of the Maglev vehicle transrapid 08," Maglev 98, pp.202-208.
3 안준선, 유선종, 김솔, "흡인식 자기부상 시스템의 외란관측자를 이용한 최소전력 부상제어," 조명․설비학회 논문지, vol.23, no.12, 2009, pp.41-47
4 김석주, 김춘경, 권순만, "흡인식 자기부상 시스템의 H $\infty$ PID 제어기 설계," 대한전기학회 논문지, vol. 57, no.9, 2008. pp.1624-1627
5 강도현, 신판석, 김용주, 조윤현, 박도영, "자기부상용 종축형 전자석의 설계 및 특성해석," 대한전기학회 추계학술대회 논문집, 1990, pp.63-67
6 이주, "3-D FEM을 이용한 자기부상열차용 제어-영구자석형 선형동기 전동기의 특성해석," 대한전기학회 논문지, vol.47, no.9, 1998., pp.1351-1357
7 Carsten Wolters, "Latest generation maglev vehicle TR09," The 20th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives (Maglev 2008), 15-18 December 2008, No.123
8 Klaus Heinrich, Rolf Kretzschmar, Transrapid Maglev System, 1989, bHestra-Verlag, pp.41
9 김대원, 자기부상용 마그네트 시스템의 마그네트 형상에 따른 특성 분석, 경상대학교, 석사학위 논문, 1995.
10 R. D. Thornton, "Linear synchronous motor design," 2005 IEEE International Conference on Electric Machines and Drives, 2005, pp.1555-1560
11 원진석, LSM Type 선형모터를 이용한 상전도 흡인식자기부상 추진시스템의 설계 및 제어, 경남대학교, 석사학위 논문, 2007
12 신인섭, 자기부상식 이송장치용 전자석의 자기력 특성 해석, 동아대학교, 석사학위 논문, 2008
13 남윤호, Hybrid 전자석을 가진 자기부상시스템의 공극제어, 동양대학교, 석사학위 논문, 2004
14 이석원, 신판석, 정현갑, 김봉섭, "영구자석을 이용한 상전도 자기부상 열차용 전자석 개발 연구," 대한전기학회 하계학술대회 논문집 (EMP66), 1998, pp.308-311
15 김종문, Robust controller design for magnetic levitation system, 박사학위 논문, 부산대학교, 2005
16 김종문, 강도현, 박민국, 최영규, "자기부상 시스템의 부상제어기 설계," 대한전기학회 논문지. vol. 52, no.6, 2003, pp.342-350
17 M.Andriollo, G.Martinelli, A.Morini, A.Tortella, "Design criteria of the on-board linear generator winding in EMS-Maglev systems," Maglev98, pp.214-219.
18 조한욱, 방제성, 한형석, 성호경, 김동성, 김병현, "한국형 차세대 자기부상열차 개발을 위한 선진기술분석 및 국내연구현황," 대한전기학회논문지, 57권, 10호, pp. 1767-1776, 2008년 10월
19 조한욱, 김창현, 한형석, 이종민, 김봉섭, 김동성, 이영신, "초고속 자기부상열차를 위한 하이브리드형 부상 추진 시스템의 설계 및 특성해석," 대한전기학회논문지 59권, 4호, pp.715-721, 2010년 4월
20 임달호, 장석명, 박찬일, 이주, "자기적 비선형 특성을 고려한 자기부상열차용 전자석의 특성해석(I)," 대한전기학회 하계학술대회 논문집, 1991, pp.122-126
21 R.Krishnan, Switched reluctance motor drives, CRC Press, 2001, pp.156-167.