Authors conducted a deduction and characteristic calculation of the some parameters using a magnetic equivalent circuit method to verify a basic design result of a rotary-typed small-scaled linear induction motor for a railway transit. In a LIM, it is possible to express the parameters of the magnetic equivalent circuit into a function of the shape of the secondary aluminium plate and the airgap between the LIM primary core and the secondary aluminium plate. It means that the LIM properties can be changed considerably by the shape of the secondary aluminium plate and the airgap between the LIM primary core and the secondary aluminium plate. So, authors analyzed a tendency of changes of the magnetic equivalent circuit parameters and the LIM characteristics by changing of the airgap, the thickness of the secondary aluminium plate and the overhang length and shape of a rotary-typed small-scaled LIM, and accomplished a basic research to develop a real-scaled LIM for a railway transit.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.26
no.7
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pp.875-880
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2016
A new hybrid permanent magnet biased magnetic levitation actuator (maglev) is developed. This new maglev actuator is composed of two C-core electromagnetic cores separated with two permanent magnets. Compared to the conventional hybrid maglev actuators, the new actuator has unique flux paths such that bias flux paths are separated with control flux paths. The control flux paths have minimum reluctances only developed by air gaps, so the currents to produce control fluxes can be minimized. The gravity load can be compensated with the permanent magnet bias fluxes developed at off-centered air gap positions while external disturbances are controlled with control fluxes by currents. The consumed power to operate this levitation system can be minimized. 1-D magnetic circuit model is developed for this model such that the flux densities and magnetic forces are extensively analyzed. 3-D finite element model is also developed to analyze the performances of the maglev actuator.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.22
no.1
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pp.29-37
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2019
A new permanent magnet biased hybrid maglev actuator is developed. Compared to the classical hybrid maglev actuators, the new maglev has unique flux paths such that bias fluxes are separated with control flux paths. The control flux paths have minimum reluctances only developed by air gaps, so the currents to produce control fluxes can be minimized. The consumed power to operate this maglev system can also be minimized. The gravity load can be compensated with the static magnetic forces developed by the permanent magnet bias fluxes while external disturbances are controlled with the bidirectional AC magnetic forces developed by control fluxes by currents. 1-D circuit model is developed for this model such that the flux densities and magnetic forces are extensively analyzed. 3-D finite element model is also developed to analyze the performances of the maglev actuator.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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1996.04a
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pp.336-340
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1996
This paper presents the development of a collocated capacitance sensor and its application to the decentralized PID controller design for 4-axis magnetic bearing system. The main feature of the sensor is that it is made of a compact printed circuit board (PCB) so that it can be built in to the actuator coil of the magnetic bearing unit. The signal processing unit has been also developed. Then, decentralized PED controller is designed using simplified rotor system model. Finally, the experimental results on the performance of the collocated sensor based decentralized PID controller for a magnetic bearing rotor system is presented.
IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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v.5
no.6
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pp.440-444
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2016
In this paper, an equivalent circuit model for near-field noise emission is proposed to implement a multimedia operation-monitoring system for mobile devices. The proposed model includes a magnetic field probe that captures noise emissions from multimedia components, and a transfer function for near-field noise coupling from a transmission line source to a magnetic field probe. The proposed model was empirically verified with transfer function measurements of near-field noise emissions from 10 kHz to 500 MHz. With the proposed model, a magnetic field probe was optimally designed for noise measurement on a camera module and an audio codec in a mobile device. It was demonstrated that the probe successfully captured the near-field noise emissions, depending on the operating conditions of the multimedia components, with enhanced sensitivity from a conventional reference probe.
Ha, Sung-Hoon;Seong, Min-Sang;Heung, Quoc-Nguyen;Choi, Seung-Bok
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2009.04a
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pp.581-586
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2009
This paper presents an optimal design of magnetorheological(MR) damper based on analytical methodology and finite element analysis. The proposed MR damper consists of MR valve and gas chamber. The MR valve is constrained in a specific volume and the optimization problem identifies geometric dimensions of the valve structure that maximize the pressure drop of the MR valve or damping force of the MR damper. In this work, the single-coil annular MR valve structure is considered. After describing the schematic configuration and operating principle of MR valve and damper, a quasi-static model is derived based on Bingham model of MR fluid. The magnetic circuit of the valve and damper is then analyzed by applying the Kirchoff’s law and magnetic flux conservation rule. Based on the quasi-static modeling and the magnetic circuit analysis, the optimization problem of the MR valve and damper is built. The optimal solution of the optimization problem of the MR valve structure constrained in a specific volume is then obtained and compared with the solution obtained from finite element method.
Ha, Sung-Hoon;Seong, Min-Sang;Heung, Quoc-Nguyen;Choi, Seung-Bok
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.19
no.11
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pp.1110-1118
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2009
This paper presents an optimal design of magnetorheological(MR) damper based on analytical methodology and finite element analysis. The proposed MR damper consists of MR valve and gas chamber. The MR valve is constrained in a specific volume and the optimization problem identifies geometric dimensions of the valve structure that maximize the pressure drop of the MR valve or damping force of the MR damper. In this work, the single-coil annular MR valve structure is considered. After describing the schematic configuration and operating principle of MR valve and damper, a quasi-static model is derived based on Bingham model of MR fluid. The magnetic circuit of the valve and damper is then analyzed by applying the Kirchoff' s law and magnetic flux conservation rule. Based on the quasi-static modeling and the magnetic circuit analysis, the optimization problem of the MR valve and damper is built. The optimal solution of the optimization problem of the MR valve structure constrained in a specific volume is then obtained and compared with the solution obtained from finite element method.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.31
no.5
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pp.578-585
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2007
A vacuum circuit breaker (VCB) with permanent magnet actuator (PMA) has been studied in this study. Electromagnetic field analysis and dynamic simulations have been carried out for optimal design of VCB by using commercial software Maxwell and ADAMS. This simulation model can be an effective method for the VCB, which has non-linear output force of PMA, friction, and impact for operations. An experiment has been conducted to evaluate correctness of the simulated model. By using this evaluated model, the displacement and velocity characteristics of the VCB have been simulated with following conditions : (1) The different output forces of PMA have been applied, (2) The friction conditions in follow lever shaft and moving part have been changed, (3) The mass conditions of moving part have been changed. The simulated results shows that the velocity characteristics are mainly determined by the output force of PMA. The effects due to the changes of friction conditions against the dynamic characteristics was small, and the mass conditions of the moving parts affect the velocity and a bouncing phenomenon of VCB. From these results, the optimal design conditions for the VCB have been derived.
Quach, Huu Luong;Kim, Ji Hyung;Chae, Yoon Seok;Moon, Jae Hyung;Ko, Jung Hyup;Kim, Hyung-Wook;Kim, Seog-Whan;Jo, Young-Sik;Kim, Ho Min
Progress in Superconductivity and Cryogenics
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v.20
no.4
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pp.16-19
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2018
This paper presents analytical and numerical simulation approaches on charging characteristics of no-insulation (NI) REBCO pancake coil by using the equivalent circuit model to estimate magnetic performance response in the coil. The analytical methods provide closed form or definite solution in the form of complete mathematical expressions but they are hard to solve the complex problems. Numerical methods have become popular with the development of the computing capabilities to solve the problems which are impossible or very hard to solve analytically. First of all, the equivalent circuit model are proposed to develop the simulation code for both analytical and numerical method. The charging test was performed under critical current to obtain magnetic field induced and terminal voltage through the radial as well as spiral current paths within the coil. To verify the validity of both proposed methods, the simulation results were compared and discussed with the experimental results.
This work investigates the mechanical energy harvesting from smart and adaptive devices using magnetic interactions. The energy harvester is built from an elastic beam connected to an electric circuit by a magnetostrictive material that promotes energy transduction. Besides, magnetic interactions define the system stability characterizing multistable configurations. The adaptiveness is provided by magnets that can change their position with respect to the beam, changing the system configuration. A mathematical model is proposed considering a novel model to describe magnetic interactions based on the single-point magnet dipole method, but employing multiple points to represent the magnetic dipole, which is more effective to match experimental data. The adaptive behavior allows one to alter the system stability and therefore, its dynamical response. A nonlinear dynamics analysis is performed showing the possibilities to enhance energy harvesting capacity from the magnet position change. The strategy is to perform a system dynamical characterization and afterward, alter the energetic barrier according to the environmental energy sources. Results show interesting conditions where energy harvesting capacity is dramatically increased by changing the system characteristics.
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