Lateral Damping in a Magnet-High SC System

(Received 23 July 1996, revised 25 October 1996, accepted 9 December 1996)

Abstract
The properties shown by a magnet levitating above a high superconductor pellet can lead to use them in magnetic bearings or other applications such as coupling devices or dampers. The levitation properties and the static stability are well demonstrated but it is not clear if their damping properties are sufficient for applications to avoid any active damping device. The work presented here studies the damping of the oscillations of a magnet above a superconducting pellet, in a pendulum device where displacements and forces are simultaneously measured. Magnet and superconducting pellet dimensions are of the same order. The pulsation of the harmonic motion is governed by the static lateral forces but the damping seems to be dependent on the initial amplitudes. In our configuration, even for the first oscillations, the damping is less efficient than with copper at 77 K, and the small oscillations are quite undamped.

Résumé
Les propriétés de lévitation entre un aimant permanent et un supraconducteur massif à haute température critique permettent d'envisager leur utilisation dans des paliers magnétiques ou dans d'autres applications (coupleurs, amortisseurs). Si leurs propriétés de lévitation et de stabilité statique sont démontrées, une des clés de leur application est leur stabilité dynamique, qui doit permettre de réaliser des dispositifs entièrement passifs performants. Ce travail présente une étude de l'amortissement à l'aide d'un dispositif permettant de mesurer en même temps les oscillations et les forces entre un aimant vibrant librement au-dessus d'une pastille supraconductrice, les deux éléments ayant des tailles analogues. La pulsation du mouvement harmonique amorti vérifie bien un comportement dans lequel les forces latérales modifient la pulsation propre, les propriétés d'amortissement paraissent non linéaires et dépendent de l'amplitude des oscillations. Dans notre configuration, même en prenant les premières oscillations, l'amortissement est moins performant que celui que l'on obtient avec du cuivre à la même température, et les petites oscillations sont peu amorties.