آهنربای الکتریکی متحرک با تحریک الکتریکی سه فاز AC (به عنوان استاتور) در دو طرف صفحه آلومینیومی (اما نه در تماس) در دو ردیف نصب شده است. خط نیروی مغناطیسی عمود بر صفحه آلومینیومی است و صفحه آلومینیومی با القا جریان تولید میکند و در نتیجه نیروی محرکه ایجاد میکند. در نتیجه استاتور موتور القایی خطی در قطار، یک ریل راهنما کوتاه است، بنابراینموتور خطیهمچنین به آن "موتورهای خطی استاتور کوتاه" (موتور استاتور کوتاه) گفته میشود.
اصول کار یک موتور خطی این است که یک آهنربای ابررسانا به قطار (به عنوان روتور) متصل میشود و یک سیمپیچ آرمیچر سه فاز (به عنوان استاتور) روی ریل نصب میشود تا وسیله نقلیه را هنگامی که سیمپیچ روی ریل جریان متناوب سه فاز را با تعداد سیکلهای متغیر تأمین میکند، به حرکت درآورد.
با توجه به اینکه سرعت سیستم حرکت خودرو مطابق با سرعت سنکرون با فرکانس جریان متناوب سه فاز متناسب با تعداد متحرکها است، اصطلاحاً موتور سنکرون خطی نامیده میشود و در نتیجه استاتور موتور سنکرون خطی در مدار، با مدار طولانی است، بنابراین موتور سنکرون خطی به عنوان "موتور خطی با استاتور بلند" (Long – stator Motor) نیز شناخته میشود.
به دلیل استفاده از ریل اختصاصی، سیستم حمل و نقل ریلی و استفاده از چرخ فولادی به عنوان تکیهگاه و راهنما، در روش سنتی با افزایش سرعت، مقاومت رانندگی افزایش مییابد، در حالی که کشش، قطار وقتی مقاومت بیشتر از کشش باشد قادر به شتاب گرفتن نیست، بنابراین از نظر تئوری قادر به عبور از سیستم حمل و نقل زمینی نبوده و حداکثر سرعت آن ۳۷۵ کیلومتر در ساعت است.
اگرچه قطار سریعالسیر TGV فرانسه رکورد جهانی ۵۱۵.۳ کیلومتر در ساعت را برای یک سیستم حمل و نقل ریلی سنتی ثبت کرده است، اما مواد تشکیلدهنده چرخ-ریل میتواند باعث گرمای بیش از حد و خستگی شود، بنابراین قطارهای پرسرعت فعلی در آلمان، فرانسه، اسپانیا، ژاپن و سایر کشورها در عملیات تجاری از ۳۰۰ کیلومتر در ساعت تجاوز نمیکنند.
بنابراین، برای افزایش بیشتر سرعت وسایل نقلیه، لازم است روش سنتی رانندگی روی چرخها کنار گذاشته شود و از «شناور مغناطیسی» استفاده شود که به قطار اجازه میدهد از ریل خارج شود تا اصطکاک کاهش یابد و سرعت وسیله نقلیه به میزان قابل توجهی افزایش یابد. علاوه بر اینکه باعث ایجاد آلودگی صوتی یا هوا نمیشود، عمل شناور شدن از مسیر ماشینرو میتواند بهرهوری انرژی را بهبود بخشد.
استفاده از موتور خطی همچنین میتواند سیستم حمل و نقل مگلو را سرعت بخشد، بنابراین استفاده از سیستم حمل و نقل مگلو با موتور خطی به وجود آمد.
این سیستم شناوری مغناطیسی از نیروی مغناطیسی استفاده میکند که قطار را از خط خود جذب یا دفع میکند. آهنرباها از یک آهنربای دائمی یا یک آهنربای ابررسانا (SCM) تهیه میشوند.
آهنربای به اصطلاح رسانایی ثابت یک آهنربای الکتریکی عمومی است، یعنی فقط وقتی جریان وصل میشود، خاصیت مغناطیسی آن با قطع جریان از بین میرود. به دلیل دشواری جمعآوری برق در سرعت بسیار بالای قطار، آهنربای آهنربای رسانایی ثابت فقط میتواند برای قطارهای مگلو با اصل دافعه مغناطیسی و سرعت نسبتاً کم (حدود 300 کیلومتر در ساعت) استفاده شود. برای قطارهای مگلو با سرعت تا 500 کیلومتر در ساعت (با استفاده از اصل جاذبه مغناطیسی)، آهنرباهای ابررسانا باید به طور دائم مغناطیسی باشند (بنابراین قطار نیازی به جمعآوری برق ندارد).
سیستم شناوری مغناطیسی را میتوان به سیستم تعلیق الکترودینامیکی (EDS) و سیستم تعلیق الکترومغناطیسی (EMS) تقسیم کرد، زیرا نیروهای مغناطیسی یکدیگر را جذب یا دفع میکنند.
سیستم تعلیق الکتریکی (EDS) از همان اصل حرکت قطار توسط نیروی خارجی استفاده میکند. دستگاه روی قطار اغلب میدان مغناطیسی آهنربای رسانا را حرکت میدهد و جریان القایی در سیمپیچ روی ریلها، جریان میدان مغناطیسی تجدیدپذیر را ایجاد میکند. از آنجایی که دو میدان مغناطیسی در یک جهت هستند، بنابراین تولید بین قطار و ریل باعث ایجاد نیروی بالابری و شناوری بین قطار و ریل میشود. از آنجایی که تعلیق قطار با ایجاد تعادل بین دو نیروی مغناطیسی حاصل میشود، ارتفاع سیستم تعلیق آن میتواند ثابت باشد (حدود 10 تا 15 میلیمتر)، بنابراین قطار از پایداری قابل توجهی برخوردار است.
علاوه بر این، قطار باید به روشهای دیگری روشن شود تا میدان مغناطیسی آن بتواند جریان القایی و میدان مغناطیسی ایجاد کند و وسیله نقلیه معلق شود. بنابراین، قطار باید برای "برخاستن" و "فرود" به چرخ مجهز باشد. وقتی سرعت به بالای 40 کیلومتر در ساعت میرسد، قطار شروع به شناور شدن میکند (یعنی "برخاستن") و چرخها به طور خودکار جمع میشوند. منطقی است که وقتی سرعت کاهش مییابد و دیگر معلق نیست، چرخها به طور خودکار پایین بیایند تا سر بخورند (یعنی "فرود").
موتور سنکرون خطی (LSM) فقط میتواند به عنوان یک سیستم نیروی محرکه با سرعت نسبتاً کم (حدود ۳۰۰ کیلومتر در ساعت) استفاده شود. شکل ۱ ترکیب سیستم تعلیق الکتریکی (EDS) و موتور سنکرون خطی (LSM) را نشان میدهد.
زمان ارسال: ۲۱ اکتبر ۲۰۱۹
