利用轴向磁场在低旋转频率下实现磁悬浮

Ucar效应是一个简单却令人惊奇的现象：将一个永磁体放置在另一个旋转速度足够快的永磁体附近，就可以使其悬浮。以往关于这种磁悬浮的少量研究都需要磁体以200 Hz量级的速度旋转。在这里，我们研究了在旋转轴上施加静磁场的影响，并表明这可以将所需旋转频率降低到50 Hz以下。我们通过对产生悬浮的力进行详细分析来解释这一点，该力是由离轴（旋转）磁场引起的排斥力和轴向磁场产生的吸引力的叠加。我们针对三种不同的转子磁体配置，通过实验、解析和数值方法研究了这种力及其产生的悬浮现象，结果表明，悬浮距离和频率范围的变化趋势可以通过数值模型和解析模型准确预测。