Research on a Magnetic Levitation system by a new electromagnetic Transducer Element using Giant Magnetostrictive and Piezoelectric Materials

利用超磁致伸缩和压电材料的新型电磁换能元件的磁悬浮系统研究

基本信息

  • 批准号:
    13450090
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A magneto-electric composite element of two functional materials: giant magnetostrictive (GMM) and piezoelectric materials, is developed for coil-less magnetic force control. This force control is based on the inverse magnetostrictive effect of GMM and realized by composing a closed parallel magnetic circuit with a permanent magnet in magnetic yoke. The magnetic force between two yokes can be adjusted by controlling the strain in the magnetostrictive rod. For the purpose of efficiently controlling the strain of the GMM rod, a magneto-electric composite element is constructed, in which the two functional materials: a giant magnetostrictive rod and a stack piezoelectric actuator, are mechanically coupled via strain. The magnetization in the GMM rod can be controlled by adjusting the voltage of the piezoelectric actuator. It is confirmed that this element works to adjust magnetic force and has wide frequency bandwidth. As an application of this element, a magnetic levitation system is proposed and the movable yoke was levitated by simple PD control. This system has advantages of low power consumptions and low heat generation compared with a conventional system with electromagnetic coils.
提出了一种基于超磁致伸缩(GMM)和压电材料的磁电复合元件,用于无线圈磁力控制。这种力控制是基于超磁致伸缩材料的逆磁致伸缩效应,通过在磁轭中加入永磁体构成闭合并联磁路来实现的。通过控制磁致伸缩棒的应变,可以调节两个磁轭之间的磁力。为了有效地控制超磁致伸缩杆的应变,构造了一种磁电复合元件,其中两种功能材料:超磁致伸缩杆和叠层压电致动器通过应变实现机械耦合。通过调节压电致动器的电压可以控制GMM棒中的磁化。实验结果表明,该元件具有调节磁力的作用,且具有较宽的频带。作为该元件的一个应用,提出了一种磁悬浮系统,并通过简单的PD控制悬浮的活动轭。与传统的电磁线圈系统相比,该系统具有低功耗和低发热的优点。

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Toshiyuki Ueno, Jinhao Qiu, Junji Tani: "Device of magnetostrictive and piezoelectric materials for magnetic force control"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 258-259. 490-492 (2003)
Toshiyuki Ueno、Jinhao Qiu、Junji Tani:“用于磁力控制的磁致伸缩和压电材料装置”《磁性与磁性材料杂志》。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Toshiyuki Ueno, Jinhao Qiu and Junji Tani: "Sensor-less Magnetic Force Control Method Using Magneto-Electric Composite Element of Giant Magnetostrictive and Piezoelectric Materials"Proceedings of the 14^<th> Symposium on Dynamics Related with Electromagne
Toshiyuki Ueno、Jinhao Qiu、Junji Tani:“利用超磁致伸缩和压电材料磁电复合元件的无传感器磁力控制方法”第十四届电磁相关动力学研讨会论文集
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知道了