Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 69 reacties

Een technicus van het bedrijf Hyperloop One, Casey Handmer, heeft een drone getoond die kan blijven zweven door middel van magnetische velden. De drone die ruim 55 kilo weegt, is in staat enkele centimeters boven de grond te blijven zweven.

De zogenaamde Electromagnetic Levitation Quadcopter heeft vier platte cilinders die functioneren als de poten van de drone. Elke cilinder bevat twaalf magneten. De cilinders kunnen op hoge snelheid om de eigen as draaien, waardoor ook de magneten ronddraaien. In de koperen plaat waar de drone op staat, worden conform de inductiewet van Faraday elektrische stromen opgewekt. Deze stromen creëren een magnetisch veld tegenovergesteld aan het magnetisch veld van de magneten. Dit zorgt voor de levitatie van de drone.

De magnetische velden die in het koper worden opgewekt, vormen als het ware het spiegelbeeld van de magnetische velden van de drone. Dit effect ontstaat dermate snel dat de in het koper opgewekte elektrische stroom de ronddraaiende magneten van de drone volgt.

De Electromagnetic Levitation Quadcopter is bedoeld om het principe van elektromagnetische levitatie bij drones aan te tonen. Dit principe wordt ook gebruikt bij zwevende Maglev-treinen en bij het systeem van de hyperloop, waarmee hoge snelheden kunnen worden gehaald in buizen met een bijna-vacuüm.

Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (69)

Over wetenschappelijke dingen praten en dan geen gebruik maken van het SI-stelsel 8)7 . De machine weegt ≈45kg
Amerikaanse wetenschappers hebben de nare gewoonte om altijd nog te praten over pounds, feet, inches, noem maar op.
Gaat ook nog regelmatig mis als ze vergeten te vertalen naar SI eenheden.
Het is wel een beetje een bogus PDF, bijvoorbeeld:
A bolt is ordered with a thread diameter of 1.25 inches .What is this diameter in millimeters
Een bolt met deze thread kun je niet eens bestellen in mm. Dan krijg je gewoon van de fabrikant op dat deze niet bestaat.

Simpel gezegd, Thread Pitch is dan ook iets totaal anders dan Spoed en die kun je niet verwisselen. Een bout met een TPI van 5mm bestaat dan ook niet.

Vaak het grootste probleem met dit soort dingen zijn dat CAD bestanden worden overgezet en worden de empirical waarde 'omgerekend' dan krijg je afrondingsfouten, zeker van belang bij precisie instrumenten als je dit automatisch (via b.v. CNC) laat fabriceren.
Met mijn lekenogen: hoe verschilt dit dan van de technologie van de bestaande maglev treinen?
Bestaande maglev systemen werken vaak met permanente magneten in de rail, hier laten ze zien dat het met een "gewone" koperen plaat ook kan als je de magneten laat ronddraaien
Aha! Nadeel is natuurlijk dat een 'gewone' koperen plaat best prijzig is om zoiets grootschalig uit te rollen. Wel cool!
Welke effect geeft staal, ijzer of aluminium...
Geleidende, non-ferromagnetische metalen werken hiermee ook. Ferromagnetische materialen/legeringen als bijvoorbeeld ijzer/staal zullen niet werken omdat de magneten dan juist ernaartoe getrokken worden. Aluminium zou wel kunnen omdat het redelijk goed geleid, maar niet ferromagnetisch is.
Geleidende, non-ferromagnetische metalen werken hiermee ook. Ferromagnetische materialen/legeringen als bijvoorbeeld ijzer/staal zullen niet werken omdat de magneten dan juist ernaartoe getrokken worden. Aluminium zou wel kunnen omdat het redelijk goed geleid, maar niet ferromagnetisch is.
Niet helemaal juist: Dit werkt op het principe van wervelstromen en door de wet van Lenz die zegt dat het magnetisch veld altijd de oorzaak van die wervelstromen tegenwerkt, maw. er wordt een tegengesteld magnetisch veld opgewekt als gevolg van die wervelstromen.

Dat werkt in ferromagnetisch materiaal ook, maar alleen tot op een zekere hoogte. Je zit dan met twee zaken: Hogere elektrische weerstand van ijzer tov. koper of aluminium (en dus kleinere wervelstromen) en magnetische verzadiging van het materiaal, waardoor het ijzer nog meer opwarmt en je rendement verliest.

In inductiemotoren met een kortsluitanker (want dat is dit feitelijk ook) worden ook vaak gewoon stalen ankers gebruikt, alleen bij motoren met een hoog rendement zijn ze van koper, omdat dan de verzadigingsverliezen minder zijn.
Ik bedoel te zeggen dat de magneten op ijzer aantrekken en dat je dan dus die magneetkracht steeds moeten overwinnen bij het gaan zweven. Verder ben ik het met je eens dat het zweven op zich ook bij ijzer/staallegeringen zal werken.
En als je nou een composiet materiaal maakt met koper in de matrix? Die kan je makkelijk op maat/vorm maken. oude dat ook werken?
Dat werkt in principe ook, dan heb je geen koper nodig, want koolstofvezel is ook een prima geleider. Het vervelende waar je vooral mee zit is dat de verliezen bij zo'n constructie erg groot zijn, tenzij je gebruik maakt van supergeleiders.
Ach stom ja koolstofvezel geleid, even niet aan gedacht |:( . Bedankt voor je antwoord.
Ten opzichte van het zelfde gewicht in permanente magneten is koper nog relatief goedkoop.†
Volgende vraag is dan: hoe dik moet zo'n plaat zijn? Een paar mm? Of kan het ook af met een folie van een paar micron?
Dat hang nogal af van het gewicht wat je wil tillen. Hoe groter het gewicht, hoe meer stroom je moet induceren in de koperlaag, en hoe dikker die dus moet zijn. Als je film iets te dun is, heb je een hoger energieverbruik. Als de folie echt te dun is dan smelt die lokaal.
Geen enkele verwijzing naar het (uitstekende) youtube kanaal van Veritasium?
Youtubekanaal Veritasium
Website Veritasium
Website Casey Handmer

...Back to 2014 en natuurlijk het patent

[Reactie gewijzigd door kwakzalver op 6 februari 2017 17:47]

Ze hebben gewoon direct hun filmpje ge-embed. Duidelijk genoeg lijkt me. :)
Ik vraag me een beetje af of je de afstotende kracht niet ook kan gebruiken om de zwevende module in een bepaalde richting te laten versnellen en vertragen.
Niet alleen liften maar ook voortstuwing

Uit het verhaal blijft dat de motoren verschillende kanten opdraaien om elkaars tork op te heffen dus dan zou het mogelijk moeten zijn een voorwaartse/achterwaartse kracht te generen door de snelheden te variŽren.

Kan iemand dat weerleggen/bevestigen? :-)
De magneten duwen loodrecht op de koperen plaat, door deze plaat(en de drone) te kantelen kun je hier dus elke richting op bewegen.
Alleen neemt de efficiŽntie dan behoorlijk af volgens mij. Je hebt dan veel minder veldlijnen en dus ook minder flux.
Ja dit is mogelijk kijk maar naar het Hendo hoverboard, niet het Lexus hoverboard deze gebruikt namelijk supergeleiders. :-)
Vorig jaar hier mijn profielwerkstuk over gedaan, een mooie techniek alleen nog vrij prijzig en lastig in de uitvoering. Dit komt met namen door het koppel die de rotatie tegenwerkt, dit zorgt er weer voor dat er sterkere elektromotoren gebruikt moeten worden.
Supergave techniek! Er zijn in mijn ogen wel 2 nadelen aan dit system: de plaat onder de magneten wordt enorm heet (bron veritasium) , dit is mogelijk gevaarlijk en betekend dat er veel energie verloren gaat.
Voor een goede werking is koper nodig, dit maakt het systeem behoorlijk prijzig om breed in te zetten
Ik denk dat de warmteontwikkeling in de hyperloop geen groot probleem zal zijn. Rekening ermee houdende dat ze sneller dan het geluid (bij atmosferische druk, NIET in de hyperloop zelf dus) willen gaan voortbewegen, lijkt me dat de koperen plaat maar een fractie van een milliseconde zal worden verwarmd.
Je punt over koper lijkt me echter wel zorgelijk. Hoeveel moet daar wel niet in gaan zitten?!
Wat ik er over lees kan de warmte zeker wel een probleem veroorzaken. Een punt wordt natuurlijk maar kort verwarmd, maar wel met een trein van 200 meter en daaronder zeer veel magneten die zeer veel druk moeten leveren wordt dat anders. Bijkomend nadeel is dat een magneet die warm wordt zijn kracht verlies. Nog groter nadeel is dat de magneet ernaast daardoor nog meer kracht verlies. Dat heeft dan een aantal zaken tot gevolg:
- Een trein kan niet te lang worden
- De magneten achteraan de trein moeten harder werken (waardoor het nadeel verergerd)
- De rails moet afkoelen voordat een andere trein kan passeren
- Actieve koeling is wellicht nodig

Al met al een mooie ontwikkeling, maar we zijn er nog niet. :)

Meer info over de halback array: http://www.duramag.com/magnet-applications/halbach-arrays/
Aangezien koper de warmte goed geleid en je ook relatief makkelijk warmte uit koper kan onttrekken zou dit wťl weer gebruikt kunnen worden voor verwarming, bijvoorbeeld van het station of omliggende woningen.

Zo is het in mindere mate verspilde energie.

Als je kijkt naar de warmte die vrijkomt bij een conventionele trein, kan het break-even point wel eens snel in zicht zijn. Treinwielen zijn ook niet vrij van warmte. Het optrekken en afremmen van een conventionele trein is ook behoorlijk inefficiŽnt. Er wordt geen energie opgeslagen door het afremmen.

[Reactie gewijzigd door Fairy op 7 februari 2017 09:07]

In theorie een zeer goed idee, maar mensen wonen niet graag dicht bij een spoor, snelweg of ander vervoer. Het verpest het uitzicht enigszins. Daardoor worden het wel erg ingewikkelde constructies. Dat de warmte afgevoerd moet worden staat wel buiten kijf, want anders gaat het mis. Het zou alleen zonde zijn als dat met actieve koeling moet.

Ach, belangrijkste bij dergelijke conceptuele zaken is vooruitgang en dit is een heel mooie ontwikkeling. Wat ik overigens mis in dit stuk is hoeveel energie er nodig is om 'drone' in de lucht te houden.
Hyperloop pods zijn een paar meter lang, en met snelheden van >100 m/s heb je het over milliseconden. Dat is simpelweg te weinigtijd om meetbaar het koper op te warmen.

Bovendien kun je het koper op de bodem van de metalen hyperloopbuis monteren. Metalen geleiden de warmte goed, dus je kunt de warmte zo snel afvoeren. In elk geval wordt de warmte sneller een millimeter naar beneden afgevoerd dan een centimer opzij.
Dat lijkt mij te kort door de bocht. Dit voorwerp is relatief licht. Een veel zwaardere hyperloop pod met mensen en producten zorgt dat er veel meer energie nodig is wat de verwarming zal verhogen. Daarbij zal een hyperloop geen bestaansrecht hebben als er af en toe een pod voorbij komt vliegen.

Ik begrijp niet wat je met de opmerking "In elk geval wordt de warmte sneller een millimeter naar beneden afgevoerd dan een centimer opzij." wilt zeggen.
De warmte zal door hetzelfde materiaal in alle richtingen gelijkt verspreiden. Als de bovenkant lucht is dan zal dit bij koper dus even gemakkelijk opzij als naar beneden gaan wat het probleem niet ineens minder maakt.
Wordt warm, maar je blijft verder niet op 1 punt hangen.
Zou je die warmte niet kunnen gebruiken om water op te warmen / klimaat regeling in de hyperloop?

Of een boiler die al lukewarm water heeft bij een eindstation?

(Ik ben geen natuurkundige)
Je hebt die warmte natuurlijk over heel de verbinding en bij grote snelheid warmt het koper plaatselijk maar weinig op. Als je op een station bent blijf je uiteraard niet zweven, om twee redenen: het kost stroom, en je kunt eenvoudig dalen door langzamer te draaien met de magneten.
Je hebt die warmte natuurlijk over heel de verbinding en bij grote snelheid warmt het koper plaatselijk maar weinig op. Als je op een station bent blijf je uiteraard niet zweven, om twee redenen: het kost stroom, en je kunt eenvoudig dalen door langzamer te draaien met de magneten.
Voor een Hyperloop-trein is het alleen onzinnig om draaiende permanente magneten te gebruiken. Dan kun je beter een set spoelen gebruiken die een draaiend elektromagnetisch veld opwekken, want draaiende delen zijn weer erg onderhoudsgevoelig. Een berg vermogenselektronica met wat koper is dat niet.
een soort inductie kookplaat dus
Niet zo gek dat je dat zegt want in plaats van draaiende magneten wordt bij een inductieplaat een afwisselend magnetisch veld door elektromagneten gebruikt :). De plaat is dan je pan (en bewust meestal van een minder geleidend materiaal dan koper gemaakt).
Dit vind ik nou een gaaf stukje techniek om te zien als Tweaker zijnde :)
Zou dit niet ook met flux pinning gedaan kunnen worden?
Ik zou het wel interessant vinden om de efficiŽntie van beide methodes te zien voor zo een doeleinde.
Dit werkt natuurlijk alleen als je je drone wil laten zweven boven een geleidend oppervlak.
Zal je compass leuk vinden
Dit is dus exact hetzelfde als wat de TU Delft heeft gedaan voor hun Hyperloop! De magneten draaien alleen niet rond, maar de Hyperloop zweeft vanzelf als 'ie op snelheid komt.
Dat dacht ik ook maar het duurde nog relatief lang (ik had het helemaal bovenaan verwacht!) voor iemand deze bemerking maakte!

[Reactie gewijzigd door mutmong op 7 februari 2017 08:21]

Dit is dus exact hetzelfde als wat de TU Delft heeft gedaan voor hun Hyperloop! De magneten draaien alleen niet rond, maar de Hyperloop zweeft vanzelf als 'ie op snelheid komt.
Een stilstaande maglev-trein op zijn plaats laten zweven heeft dan ook heel weinig nut. Je zou dit principe hooguit kunnen gebruiken om vanuit rust op te stijgen zodat de trein sneller op snelheid kan komen. Maar ik verwacht dat een pneumatisch systeem (zoals een luchthockeytafel) daarin veel makkelijker te maken is.
Bij de Hyperloop competitie was het vooral een combinatie van wielen en maglev. Air bearings lijken de moeite waard, maar zijn in de praktijk niet zo makkelijk omdat je een enorme hoeveelheid lucht moet verplaatsen voor een beetje lift.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Nintendo Switch Samsung Galaxy S8+ LG W7 Samsung Galaxy S8 Google Pixel 2 Sony Bravia A1 OLED Microsoft Xbox One (Scorpio) Apple iPhone 8

© 1998 - 2017 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True

*