Liikkuva sähkömagneetti, jossa on kolmivaiheinen vaihtovirtaheräte (staattorina), on asennettu alumiinilevyn molemmille puolille (mutta ei kosketuksiin) kahteen riviin. Magneettinen voimaviiva on kohtisuorassa alumiinilevyyn nähden, ja alumiinilevy tuottaa virran induktiolla, mikä synnyttää käyttövoiman. Junan lineaarisen induktiomoottorin staattorin seurauksena johdekisko on lyhyt, jotenlineaarimoottorikutsutaan myös "lyhyen staattorin lineaarimoottoreiksi" (lyhyt staattorimoottori);
Lineaarimoottorin periaate on, että junaan on kiinnitetty suprajohtava magneetti (roottorina) ja kiskoille on asennettu kolmivaiheinen ankkurikäämi (staattorina), joka pyörittää ajoneuvoa, kun kiskoilla oleva käämi syöttää kolmivaiheista vaihtovirtaa vaihtelevalla syklimäärällä.
Ajoneuvon liikkumisnopeuden mukaisesti järjestelmän synkroninen nopeus kolmivaiheisen vaihtovirran kanssa on verrannollinen liikkuvien osien lukumäärään, joten lineaarista synkronista moottoria kutsutaan myös "pitkän staattorin lineaarimoottoriksi" (pitkä staattorimoottori).
Z-suuntainen lineaarinen värähtelymoottori
Perinteisessä rautatieliikenteessä käytetään erillistä rautatieliikennettä ja teräspyörää tukena ja ohjauksena, joten nopeuden kasvaessa ajovastus kasvaa. Kun vastus on suurempi kuin veto, juna ei pysty kiihdyttämään, joten se ei ole pystynyt murtamaan maaliikennejärjestelmän teoreettista huippunopeutta 375 kilometriä tunnissa.
Vaikka ranskalainen TGV on tehnyt perinteisen raideliikennejärjestelmän maailmanennätyksen 515,3 km/h, pyörän ja kiskon materiaalit voivat aiheuttaa ylikuumenemista ja väsymistä, joten nykyiset suurnopeusjunat Saksassa, Ranskassa, Espanjassa, Japanissa ja muissa maissa eivät ylitä 300 km/h nopeutta kaupallisessa liikenteessä.
Jotta ajoneuvojen nopeutta voitaisiin lisätä entisestään, on välttämätöntä luopua perinteisestä pyörillä ajamisesta ja ottaa käyttöön "magneettinen levitaatio", jonka avulla juna voi kellua pois raiteilta, mikä vähentää kitkaa ja lisää huomattavasti ajoneuvon nopeutta. Sen lisäksi, että junan kelluminen pois ajotieltä ei aiheuta melua tai ilmansaasteita, se voi parantaa energiatehokkuutta.
Lineaarimoottorin käyttö voi myös nopeuttaa maglev-kuljetusjärjestelmää, joten lineaarimoottorin maglev-kuljetusjärjestelmän käyttö syntyi.
Tämä magneettinen levitaatiojärjestelmä KÄYTTÄÄ magneettista voimaa, joka vetää puoleensa tai hylkii junaa pois kaistalta. Magneetit tulevat kestomagneetista tai suprajohtavasta magneetista (SCM).
Niin sanottu vakiojohtavuusmagneetti on yleinen sähkömagneetti, eli vasta kun virta kytketään päälle, magnetismi katoaa virran katkaisemisen yhteydessä. Koska sähkön kerääminen on vaikeaa junan ollessa erittäin nopea, vakiojohtavuusmagneettia voidaan soveltaa vain magneettisen hylkimisperiaatteen mukaisesti ja suhteellisen hitaasti (noin 300 km/h) kulkevassa maglev-junassa. Jopa 500 km/h nopeudella kulkevissa maglev-junissa (magneettisen vetovoiman periaatteella) suprajohtavien magneettien on oltava pysyvästi magneettisia (jotta junan ei tarvitse kerätä sähköä).
Magneettinen levitaation järjestelmä voidaan jakaa sähködynaamiseen jousitukseen (EDS) ja sähkömagneettiseen jousitukseen (EMS) sen periaatteen vuoksi, että magneettinen voima joko vetää puoleensa tai hylkii toisiaan.
Sähköjousitus (EDS) toimii samalla periaatteella kuin junan liikkuminen ulkoisen voiman avulla. Junan liikkeessä oleva laite johtaa usein magneettikentän johtavuutta ja indusoi virran raiteilla olevaan kelaan. Tämä uusiutuva magneettikenttä syntyy, koska molemmat magneettikentät ovat samaan suuntaan. Tämä aiheuttaa junan ja raiteiden välille muteksia, junan muteksia ja nostovoimaa. Koska junan jousitus saavutetaan tasapainottamalla kaksi magneettista voimaa, jousituksen korkeutta voidaan säätää (noin 10–15 mm), mikä tekee junasta huomattavan vakaan.
Lisäksi juna on käynnistettävä muilla tavoin, ennen kuin sen magneettikenttä voi tuottaa indusoituneen virran ja magneettikentän, jolloin ajoneuvo jää jumiin. Siksi junassa on oltava pyörät "nousua" ja "laskeutumista" varten. Kun nopeus ylittää 40 km/h, juna alkaa leijua (eli "nousta liikkeelle") ja pyörät taittuvat automaattisesti ylös. On järkevää olettaa, että kun nopeus hidastuu eikä juna ole enää jumittunut, pyörät laskeutuvat automaattisesti liukumaan (eli "laskeutumaan").
Lineaarista tahtimoottoria (LSM) voidaan käyttää työntövoimajärjestelmänä vain suhteellisen hitaalla nopeudella (noin 300 km/h). Kuvassa 1 on esitetty sähköisen jousitusjärjestelmän (EDS) ja lineaarisen tahtimoottorin (LSM) yhdistelmä.
Julkaisun aika: 21.10.2019
