L'elettromagnete mobile con eccitazione elettrica trifase in corrente alternata (come statore) è installato su entrambi i lati della piastra di alluminio (ma non a contatto) in due file. La linea di forza magnetica è perpendicolare alla piastra di alluminio e la piastra di alluminio genera corrente per induzione, generando così la forza motrice. Come risultato dello statore del motore a induzione lineare in un treno, una rotaia di guida è corta, quindi ilMotore lineareè anche chiamato “motore lineare a statore corto” (motore a statore corto);
Il principio di funzionamento di un motore lineare consiste nel collegare un magnete superconduttore al treno (come rotore) e nell'installare una bobina di armatura trifase (come statore) sul binario per azionare il veicolo quando la bobina sul binario fornisce corrente alternata trifase con un numero variabile di cicli.
A causa della velocità del sistema di movimento del veicolo in conformità con la velocità sincrona con frequenza di corrente alternata trifase proporzionale al numero di unità mobili, cosiddetto motore sincrono lineare, e come risultato dello statore del motore sincrono lineare in orbita, con orbita lunga, quindi il motore sincrono lineare è anche noto come "motore lineare a statore lungo" (motore a statore lungo).
Motore vibrante lineare in direzione Z
Tradizionalmente, a causa dell'utilizzo di binari dedicati, il sistema di trasporto ferroviario e l'uso della ruota d'acciaio come supporto e guida, con l'aumento della velocità, la resistenza alla trazione aumenta, mentre la trazione, quando la resistenza è maggiore della trazione, il treno non è in grado di accelerare, quindi non è stato in grado di superare la velocità massima teorica del sistema di trasporto terrestre di 375 chilometri orari.
Sebbene il TGV francese abbia stabilito un record mondiale di 515,3 km/h per un sistema di trasporto ferroviario tradizionale, i materiali utilizzati per il rapporto ruota-rotaia possono causare surriscaldamento e usura, pertanto gli attuali treni ad alta velocità in Germania, Francia, Spagna, Giappone e altri paesi non superano i 300 km/h durante il servizio commerciale.
Pertanto, per aumentare ulteriormente la velocità dei veicoli, è necessario abbandonare il metodo tradizionale di guida su ruote e adottare la "levitazione magnetica", che permette al treno di fluttuare fuori dai binari per ridurre l'attrito e aumentare notevolmente la velocità del veicolo. Oltre a non causare rumore o inquinamento atmosferico, la pratica di fluttuare lontano dalla carreggiata può migliorare l'efficienza energetica.
L'utilizzo di motori lineari può anche velocizzare il sistema di trasporto a levitazione magnetica, ed è per questo che si è arrivati a utilizzare sistemi di trasporto a levitazione magnetica basati su motori lineari.
Questo sistema di levitazione magnetica utilizza una forza magnetica che attrae o respinge un treno allontanandolo da una corsia. I magneti possono essere magneti permanenti o magneti superconduttori (SCM).
Il cosiddetto magnete a conduttanza costante è un elettromagnete generico, ovvero il magnetismo si manifesta solo quando viene attivata la corrente e scompare quando la corrente viene interrotta. A causa della difficoltà di raccogliere energia elettrica quando il treno viaggia ad altissima velocità, il magnete a conduttanza costante può essere utilizzato solo per treni a levitazione magnetica basati sul principio di repulsione magnetica e a velocità relativamente basse (circa 300 km/h). Per i treni a levitazione magnetica con velocità fino a 500 km/h (che utilizzano il principio di attrazione magnetica), i magneti superconduttori devono essere permanentemente magnetici (in modo che il treno non abbia bisogno di raccogliere energia elettrica).
Il sistema di levitazione magnetica può essere suddiviso in sospensione elettrodinamica (EDS) e sospensione elettromagnetica (EMS) in base al principio secondo cui le forze magnetiche si attraggono o si respingono a vicenda.
Le sospensioni elettriche (EDS) utilizzano lo stesso principio del movimento del treno tramite forza esterna. Il dispositivo sul treno, muovendosi, genera un campo magnetico conduttivo. La corrente indotta nella bobina sui binari genera un campo magnetico rinnovabile. Poiché i due campi magnetici sono diretti nella stessa direzione, si genera un'attrazione tra il treno e i binari. Questa attrazione solleva il treno, provocandone la levitazione. Dato che la sospensione del treno è ottenuta bilanciando le due forze magnetiche, l'altezza di sospensione può essere fissata (circa 10-15 mm), garantendo così una notevole stabilità al treno.
Inoltre, il treno deve essere avviato in altri modi prima che il suo campo magnetico possa generare corrente indotta e campo magnetico e il veicolo si sollevi. Pertanto, il treno deve essere dotato di ruote per il "decollo" e l'"atterraggio". Quando la velocità supera i 40 km/h, il treno inizia a levitare (ovvero "decolla") e le ruote si ripiegano automaticamente. È logico che quando la velocità diminuisce e non è più sospeso, le ruote si abbassino automaticamente per scivolare (ovvero "atterra").
Il motore sincrono lineare (LSM) può essere utilizzato come sistema di propulsione solo a velocità relativamente basse (circa 300 km/h). La Figura 1 mostra la combinazione di un sistema di sospensioni elettriche (EDS) e di un motore sincrono lineare (LSM).
Data di pubblicazione: 21 ottobre 2019
