Kāda ir lineārā motora uzbūve?

Kustīgais elektromagnēts ar trīsfāžu maiņstrāvas elektrisko ierosmi (kā stators) ir uzstādīts abās alumīnija plāksnes pusēs (bet nesaskaroties) divās rindās. Magnētiskā spēka līnija ir perpendikulāra alumīnija plāksnei, un alumīnija plāksne ģenerē strāvu ar indukcijas palīdzību, tādējādi radot virzošo spēku. Lineārā indukcijas motora statora rezultātā vilcienā vadotne ir īsa, tāpēclineārais motorssauc arī par “īsā statora lineārajiem motoriem” (Short – stator Motor);

Lineārā motora princips ir tāds, ka vilcienam (kā rotors) ir piestiprināts supravadošs magnēts, un uz sliedēm ir uzstādīta trīsfāžu armatūras spole (kā stators), lai darbinātu transportlīdzekli, kad uz sliedēm esošā spole piegādā trīsfāžu maiņstrāvu ar mainīgu ciklu skaitu.

Transportlīdzekļa kustības ātruma dēļ sistēmas sinhronais ātrums ar trīsfāzu maiņstrāvu atbilst frekvencei, kas ir proporcionāla kustīgo elementu skaitam, to sauc par lineāro sinhrono motoru, un tā kā lineārā sinhronā motora stators atrodas orbītā, tā orbīta ir gara, tāpēc lineāro sinhrono motoru sauc arī par "garā statora lineāro motoru" (garā statora motoru).

Z virziena lineārais vibrācijas motors

Tradicionāli, pateicoties speciāla dzelzceļa izmantošanai, dzelzceļa transporta sistēmā un tērauda riteņu izmantošanai kā atbalstam un vadībai, palielinās braukšanas pretestība, un, palielinoties ātrumam, vilciens nespēj paātrināties, ja pretestība ir lielāka par vilci, tāpēc nav spējis pārvarēt sauszemes transporta sistēmu ar teorētisko maksimālo ātrumu 375 kilometri stundā.

Lai gan Francijas TGV ir uzstādījis pasaules rekordu tradicionālajai dzelzceļa transporta sistēmai — 515,3 km/h, riteņu un sliežu materiāli var izraisīt pārkaršanu un nogurumu, tāpēc pašreizējie ātrgaitas vilcieni Vācijā, Francijā, Spānijā, Japānā un citās valstīs komerciālā ekspluatācijā nepārsniedz 300 km/h.

Tādējādi, lai vēl vairāk palielinātu transportlīdzekļu ātrumu, ir jāatsakās no tradicionālā braukšanas veida uz riteņiem un jāizmanto “magnētiskā levitācija”, kas ļauj vilcienam nolaisties no sliedēm, lai samazinātu berzi un ievērojami palielinātu transportlīdzekļa ātrumu. Papildus tam, ka netiek radīts troksnis vai gaisa piesārņojums, nolaišanās no piebraucamā ceļa var uzlabot energoefektivitāti.

Lineārā motora izmantošana var arī paātrināt maglev transporta sistēmu, tāpēc radās lineārā motora maglev transporta sistēmas izmantošana.

Šī magnētiskās levitācijas sistēma IZMANTO magnētisku spēku, kas pievelk vai atgrūž vilcienu prom no joslas. Magnēti nāk no pastāvīgā magnēta vai supravadoša magnēta (SCM).

Tā sauktais nemainīgās vadītspējas magnēts ir vispārējs elektromagnēts, tas ir, tikai ieslēdzot strāvu, magnētisms izzūd, kad strāva tiek pārtraukta. Tā kā vilcienam ir ļoti liels ātrums, ir grūti savākt elektrību, nemainīgās vadītspējas magnētu var pielietot tikai magnētiskās atgrūšanas principam, un maglev vilciena ātrums ir relatīvi mazs (apmēram 300 km/h). Maglev vilcieniem ar ātrumu līdz 500 km/h (izmantojot magnētiskās pievilkšanās principu) supravadošajiem magnētiem jābūt pastāvīgi magnētiskiem (tāpēc vilcienam nav jāuzkrāj elektrība).

Magnētiskās levitācijas sistēmu var iedalīt elektrodinamiskajā piekarē (EDS) un elektromagnētiskajā piekarē (EMS), jo magnētiskie spēki viens otru pievelk vai atgrūž.

Elektriskā piekare (EDS) darbojas pēc tā paša principa, kurā vilcienu kustina ārējs spēks. Vilciena kustības ierīce bieži vien vada magnēta magnētisko lauku, un uz sliedēm esošajā spolē inducētā strāva atjauno magnētisko lauku. Tā kā abi magnētiskie lauki darbojas vienā virzienā, starp vilcienu un sliedēm rodas savstarpējais magnētiskais lauks, vilciena savstarpējais magnētiskais lauks un levitācija. Tā kā vilciena piekare tiek panākta, līdzsvarojot abus magnētiskos spēkus, tās piekares augstumu var fiksēt (apmēram 10–15 mm), tāpēc vilcienam ir ievērojama stabilitāte.

Turklāt vilciens ir jāiedarbina arī citos veidos, pirms tā magnētiskais lauks var ģenerēt inducēto strāvu un magnētisko lauku, un transportlīdzeklis tiks apturēts. Tāpēc vilcienam jābūt aprīkotam ar riteņiem “pacelšanās” un “nosēšanās” veikšanai. Kad ātrums pārsniedz 40 km/h, vilciens sāk levitēt (t. i., “pacelties”), un riteņi automātiski salocīsies. Ir loģiski, ka, kad ātrums samazinās un tas vairs nav apturēts, riteņi automātiski nolaidīsies, lai slīdētu (t. i., “piezemētos”).

Lineāro sinhrono motoru (LSM) var izmantot kā piedziņas sistēmu tikai ar relatīvi mazu ātrumu (aptuveni 300 km/h). 1. attēlā parādīta elektriskās piekares sistēmas (EDS) un lineārā sinhronā motora (LSM) kombinācija.