Çok yüzeyli süperiletken ve halbach dizilimli sürekli mıknatıslardan oluşan süperiletken manyetik kaldırma sisteminin donmuş görüntü modeli ile analizi

Abstract

Yüksek sıcaklık süperiletkenleri tarafından sağlanan kaldırma kuvveti, araç uygulamaları için sınırlıdır. Süperiletken malzemelerin özellikleri sürekli olarak geliştirilmiş olsa bile, süperiletkenler ile manyetik kaldırma ve kılavuz sistemleri için verimli tasarım mekanizmaları bulmak oldukça zordur. Son on yılda yapılan çalışmalar çok yüzeyli süperiletken ve sürekli mıknatıs bileşenlerini optimum konfigürasyonlarda birleştirmenin kaldırma kuvvetlerini önemli ölçüde etkilediğini göstermiştir. Bu bağlamda, çok yüzeyli süperiletkenlerle etkileşime giren Halbach dizilimli sürekli mıknatıslar en çok kullanılan yöntemlerden biri haline gelmiştir. Bu tezde, çoklu süperiletken ve Halbach dizilimli sürekli mıknatıslar kullanılarak farklı konfigürasyonlar için araç gövdesi kaldırma sistemi oluşturulmuştur. Konfigürasyonlar üç şekilde ele alınmıştır. Konfigürasyon 1'deki kaldırma sistemi bir mıknatıs ve bir süperiletkenden oluşmaktadır. Konfigürasyon 2'deki kaldırma sistemi Halbach dizilimli üç mıknatıs ve bir süperiletkenden oluşmaktadır. Konfigürasyon 3'deki kaldırma sistemi Halbach dizilimli üç mıknatıs ve üç süperiletkenden oluşmaktadır. Bu tezde söz konusu konfigürasyonlar inşa edildikten sonra havaya kaldırma ve kılavuz (yatay) kuvvetleri değişik süperiletken soğutma işlemlerine göre deneysel olarak ölçülmüş ve elde edilen sonuçların analizi donmuş görüntü modeli ile gerçekleştirilmiştir. Kaldırma kuvvetinin artırılması, kılavuz ve araç gövdesi arasındaki kuvvet etkileşimlerine göre yukarıda anlatılan üç konfigürasyon için incelenmiştir. Mevcut konfigürasyonlar için düşey ve kılavuz kuvvetleri, manyetik dipol yaklaşımı ve donmuş görüntü modeli kullanılarak alanlı soğutma ve sıfır alan soğutma koşullarına göre hesaplanmıştır. Öngörülen kuvvet hesaplamaları, belirli ölçüm mesafeleri için analiz edilmiştir. Bu çalışma vasıtasıyla manyetik kuvvet ile hareket eden araç sistemlerinde sürekli mıknatıs ve yüksek sıcaklık süperiletkenlerin sayısı ve dizilimlerinin kılavuz ve kaldırma kuvvetleri üzerinde belirli bir miktarda kazanç elde edilebileceği görülmüştür.