Пространственные движения проводящего кольца в электромагнитном поле двух катушек индуктивности

Authors:
Open Access
Publisher website
Google Scholar
Abstract
Аналитически и численно исследуется устойчивость пространственного движения проводящего тонкого кольца в электромагнитном поле двух круговых катушек индуктивности и определяются области параметров, обеспечивающие устойчивую левитацию. Модель движения построена на основе уравнений Лагранжа-Максвелла, взаимная индуктивность между кольцом и катушками описана через эллиптические интегралы и верифицирована численными расчетами в программном комплексе Comsol Multiphysics. С применением метода многих масштабов получены условия устойчивости для вертикальных, горизонтальных и угловых движений кольца; анализ устойчивости выполнен с использованием критерия Сильвестра, бифуркационный анализ проведен в программном комплексе MatCont. Установлено, что при фиксированных параметрах, принятых в предшествующих исследованиях, устойчивая левитация невозможна, однако систематическое варьирование высоты левитации, радиусов катушек и кольца позволяет обнаружить область устойчивых движений во всех трех механических степенях свободы. Аналитические результаты подтверждены прямым численным интегрированием исходной системы. Полученные результаты могут служить основой для выбора геометрических и электрических параметров при проектировании микромеханических индукционных подвесов.
Funding Information
  • Russian Science Foundation (25-21-00402)