リニアモーターの構成とは？

三相交流励磁式可動電磁石（固定子）は、アルミニウム板の両側に（接触せずに）2列に取り付けられています。磁力線はアルミニウム板に垂直で、アルミニウム板は誘導によって電流を発生させ、駆動力を発生させます。その結果、列車の直線誘導モータの固定子では、ガイドレールが短くなるため、リニアモーター「ショートステータリニアモータ」（ショートステータモータ）とも呼ばれます。

リニアモーターの原理は、超伝導磁石を列車に取り付け（回転子として）、三相電機子コイルを線路に設置し、線路上のコイルが可変数の周期を持つ三相交流電流を供給することで車両を駆動するというものである。

車両移動システムの速度は、三相交流周波数との同期速度に応じて可動数に比例するため、リニア同期モータと呼ばれ、その結果、リニア同期モータのステータは軌道上にあり、その軌道は長いため、リニア同期モータは「ロングステータリニアモータ」（ロングステータモータ）とも呼ばれます。

Z方向リニア振動モーター

従来、鉄道輸送システムは専用レールを使用し、鋼鉄製の車輪を支持および誘導として使用していたため、速度が上がると走行抵抗が増加し、牽引力が抵抗よりも大きくなると列車は加速できなくなり、理論上の最高速度である時速375キロメートルを超えることはできなかった。

フランスのTGVは、従来の鉄道輸送システムとしては世界記録となる時速515.3キロを達成したが、車輪とレールの材質が過熱や疲労を引き起こす可能性があるため、ドイツ、フランス、スペイン、日本などの現在の高速列車は、営業運転において時速300キロを超えることはない。

したがって、車両の速度をさらに向上させるには、従来の車輪による走行方法を捨て、「磁気浮上」を採用する必要がある。磁気浮上とは、列車が線路から浮上することで摩擦を減らし、車両の速度を大幅に向上させる技術である。また、騒音や大気汚染を引き起こさないだけでなく、線路から浮上することでエネルギー効率も向上させることができる。

リニアモーターを使用することで磁気浮上式輸送システムの速度を向上させることができるため、リニアモーターを用いた磁気浮上式輸送システムが誕生した。

この磁気浮上システムは、磁力を利用して列車を車線から引き離したり、反発させたりする。磁石は永久磁石または超伝導磁石（SCM）から構成される。

いわゆる定伝導磁石は一般的な電磁石であり、電流がオンになっているときのみ磁力を持ち、電流が遮断されると磁力が消滅します。列車が非常に高速で走行しているときに集電が困難であるため、定伝導磁石は磁気反発原理と比較的低速（約300km/h）の磁気浮上式鉄道にのみ適用できます。最高速度500km/h（磁気吸引原理を使用）の磁気浮上式鉄道では、超伝導磁石は永久磁石でなければなりません（そのため、列車は集電する必要がありません）。

磁気浮上システムは、磁力が互いに引き合ったり反発し合ったりするという原理に基づき、電気力学的浮上（EDS）と電磁浮上（EMS）に分類することができる。

電動サスペンション（EDS）は、列車が外部の力によって動くのと同じ原理を使用しています。列車に取り付けられた装置が頻繁に移動すると、導体磁石の磁場が発生し、線路上のコイルに誘導電流が流れ、電流によって磁場が再生されます。2つの磁場が同じ方向であるため、列車と線路の間に磁力が発生し、列車が磁力によって浮上します。列車のサスペンションは2つの磁力のバランスによって実現されるため、サスペンションの高さを一定に保つことができ（約10～15mm）、列車はかなりの安定性を持ちます。

さらに、列車の磁場が誘導電流と磁場を発生させ、車両が浮上する前に、列車を他の方法で始動させる必要があります。そのため、列車には「離陸」と「着陸」のための車輪が装備されている必要があります。速度が40km/hを超えると、列車は浮上し始め（つまり「離陸」）、車輪は自動的に折り畳まれます。速度が低下して浮上状態がなくなると、車輪は自動的に下降して滑走します（つまり「着陸」）。

リニア同期モータ（LSM）は、比較的低速（約300km/h）の推進システムとしてのみ使用できます。図1は、電動サスペンションシステム（EDS）とリニア同期モータ（LSM）の組み合わせを示しています。