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.
两种功能材料的磁电气复合元件:巨型磁刻录(GMM)和压电材料,用于无线圈磁力控制。该力控制基于GMM的反磁性效应,并通过在磁轭中用永久磁铁组成封闭的平行磁路来实现。可以通过控制磁梗杆中的应变来调整两个轭之间的磁力。为了有效地控制GMM杆的应变,构建了磁性复合元件,其中两种功能材料:巨磁杆和一个堆栈压电执行器是通过应变机械耦合的。可以通过调节压电执行器的电压来控制GMM棒中的磁化。证实该元素可以调节磁力并具有较大的频率带宽。作为该元素的应用,提出了磁性悬浮系统,并通过简单的PD控制悬浮了可移动的轭。与具有电磁线圈的常规系统相比,该系统具有低功率消耗和低热量的优势。

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)
村井 正徳, 谷 順二, 裘 進浩, 国井 弘毅, 矢口 博之: "ハードディスクドライブ用二段サーボ方式ヘッドアームの制御"東北大学流体科学研究所報告. 第13巻. 1-9 (2002)
Masanori Murai、Junji Tani、Nobuhiro Tsuji、Hiroki Kunii、Hiroyuki Yaguchi:“硬盘驱动器的两级伺服型磁头臂的控制”东北大学流体科学研究所报告(2002年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
上野 敏幸, 裘 進浩, 谷 順二: "逆磁歪効果を利用した磁気力制御における磁気回路設計法"電気学会論文誌A. 121巻8号. 771-777 (2001)
Toshiyuki Ueno、Nobuhiro Utsumi、Junji Tani:“利用逆磁致伸缩效应进行磁力控制的磁路设计方法” 日本电气工程师学会会刊 A. Vol. 121,No. 8. 771-777 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
上野 敏幸, 裘 進浩, 谷 順二: "超磁歪・圧電材料の複合素子によるセルフセンシング磁気力制御方法"第14回「電磁力関連のダイナミックス」シンポジウム. 675-678 (2002)
Toshiyuki Ueno、Nobuhiro Utsumi、Junji Tani:“使用超磁致伸缩和压电材料复合元件的自感知磁力控制方法”第14届“与电磁力有关的动力学”研讨会675-678(2002年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Masanori Murai, Junji Tani, Jinhao Qiu, Koki Kunii and Hiroyuki Yaguchi: "Control of a Two Stage Servo Head Arm for Hard Disk Drive"The Memories of the Institute of Fluid Science, Tohoku University. 13. 1-9 (2002)
Masanori Murai、Junji Tani、Jinhao Qiu、Koki Kunii 和 Hiroyuki Yaguchi:“硬盘驱动器两级伺服头臂的控制”东北大学流体科学研究所的回忆。
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