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Concept
Sustentation électromagnétique
Résumé
La sustentation électromagnétique est une méthode permettant de faire léviter un objet en le faisant reposer sur un champ magnétique. Les forces magnétiques appliquées à cet objet s'opposent ainsi à l'action de son propre poids, empêchant sa chute.
Il existe deux concepts fondamentaux concernant la physique et les propriétés de lévitation de la matière :
le concept électromagnétique (EML) : la lévitation est générée par des électroaimants régulés. Le Transrapid (allemand) et le Swissmetro sont des trains basés sur le concept EML ;
le concept électrodynamique (EDL) : la lévitation est basée sur les forces de répulsion générées par les courants induits (dits courants de Foucault) qui n'apparaissent que lors d'un déplacement relatif des corps en présence. Il est donc nécessaire de propulser initialement le train avant qu'il puisse léviter magnétiquement. Le seul projet actuellement très avancé utilisant ce concept de sustentation est le Maglev japonais.
Aujourd'hui, la plus grande utilisation de dispositifs à sustentation magnétique pilotée est la pompe à vide secondaire. La production annuelle de ces machines devrait représenter plus de 10 000 unités.
Le procédé de mise en lévitation magnétique proposé présente une technique très simple en principe, mais qui peut s’avérer délicate en pratique lorsque l'on prend en considération des perturbations externes agissant sur le système.
L’objectif principal de ce projet est de maintenir une charge pour que celle-ci reste en lévitation en se basant sur un modèle complet du système de lévitation ; en déterminant les paramètres qui caractérisent chaque élément qui constitue la plateforme de lévitation magnétique. Le but alors de ce travail est de concevoir un compensateur à avance de phase (lead compensator) afin de rendre le système plus performant au niveau de sa stabilité.
Kap, Kea, xap et xea sont les paramètres de l'aimant et de l'électroaimant.
M est la masse de la charge et g, la constante de gravité.
L'équation dynamique du système doit être linéarisée afin d'étudier la stabilité du système à un point d'équilibre bien déterminé.
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