Ruchomy elektromagnes z trójfazowym wzbudzeniem prądu przemiennego (jako stojan) jest zamontowany po obu stronach aluminiowej płyty (ale nie styka się z nią) w dwóch rzędach. Linia sił magnetycznych jest prostopadła do aluminiowej płyty, a aluminiowa płyta generuje prąd poprzez indukcję, generując w ten sposób siłę napędową. W wyniku liniowego działania stojana silnika indukcyjnego w pociągu, szyna prowadząca jest krótka, więcsilnik liniowynazywany jest również „Silnikami liniowymi z krótkim stojanem” (Silnik z krótkim stojanem);
Zasada działania silnika liniowego polega na tym, że do pociągu przymocowany jest nadprzewodzący magnes (pełniący funkcję wirnika), a na torze zainstalowana jest trójfazowa cewka wirnika (pełniąca funkcję stojana), która napędza pojazd, gdy cewka na torze dostarcza trójfazowy prąd przemienny o zmiennej liczbie cykli.
Ze względu na prędkość układu ruchu pojazdu zgodnie z prędkością synchroniczną z prądem przemiennym trójfazowym częstotliwość jest proporcjonalna do liczby ruchomych elementów, tzw. liniowych silników synchronicznych, a w wyniku tego stojan liniowego silnika synchronicznego na orbicie, przy czym orbita jest długa, dlatego liniowy silnik synchroniczny jest również znany jako „silnik liniowy z długim stojanem” (Long – stator Motor).
Silnik wibracyjny liniowy w kierunku Z
Tradycyjny system transportu szynowego opiera się na wykorzystaniu specjalnego toru kolejowego oraz stalowych kół jako podpory i układu kierowniczego. Wraz ze wzrostem prędkości wzrasta opór jazdy, a siła pociągu jest większa niż siła trakcyjna. Gdy opór jest większy, pociąg nie jest w stanie przyspieszyć, więc teoretycznie nie jest w stanie przebić się przez naziemny system transportu, którego maksymalna prędkość wynosi 375 kilometrów na godzinę.
Chociaż francuski TGV ustanowił światowy rekord prędkości wynoszący 515,3 km/h dla tradycyjnego systemu transportu kolejowego, materiały, z których wykonane są koła i szyny, mogą powodować przegrzewanie się i zmęczenie materiału, dlatego obecnie szybkie pociągi w Niemczech, Francji, Hiszpanii, Japonii i innych krajach nie przekraczają 300 km/h podczas eksploatacji komercyjnej.
Aby jeszcze bardziej zwiększyć prędkość pojazdów, konieczne jest odejście od tradycyjnego sposobu jazdy na kołach i zastosowanie „lewitacji magnetycznej”, która pozwala pociągowi unosić się nad torami, co zmniejsza tarcie i znacznie zwiększa prędkość pojazdu. Oprócz tego, że nie powoduje hałasu ani zanieczyszczenia powietrza, praktyka unoszenia się nad torem może poprawić efektywność energetyczną.
Zastosowanie silnika liniowego może również przyspieszyć system transportu magnetycznego, dlatego też zaczęto stosować system transportu magnetycznego z silnikiem liniowym.
Ten system lewitacji magnetycznej WYKORZYSTUJE siłę magnetyczną, która przyciąga lub odpycha pociąg z toru. Magnesy pochodzą z magnesu trwałego lub nadprzewodzącego (SCM).
Tak zwany magnes o stałej przewodności to elektromagnes ogólnego przeznaczenia, co oznacza, że magnetyzm zanika po odcięciu prądu tylko po włączeniu. Ze względu na trudności w gromadzeniu energii elektrycznej przy bardzo dużej prędkości pociągu, magnes o stałej przewodności może być stosowany jedynie na zasadzie odpychania magnetycznego, a prędkość jest stosunkowo niska (około 300 km/h). W przypadku pociągów Maglev o prędkości do 500 km/h (wykorzystujących zasadę przyciągania magnetycznego) magnesy nadprzewodzące muszą być trwale magnetyczne (aby pociąg nie musiał gromadzić energii elektrycznej).
System lewitacji magnetycznej można podzielić na zawieszenie elektrodynamiczne (EDS) i zawieszenie elektromagnetyczne (EMS) ze względu na zasadę, że siły magnetyczne przyciągają się lub odpychają.
Zawieszenie elektryczne (EDS) wykorzystuje tę samą zasadę, co ruch pociągu za pomocą siły zewnętrznej. Urządzenia w pociągu często poruszają się za pomocą pola magnetycznego magnesu przewodzącego i indukowanego prądu w cewce na torach. Prąd jest odnawialny, ponieważ dwa pola magnetyczne mają ten sam kierunek, co powoduje generowanie muteksu między pociągiem a torem, siły unoszącej i lewitacji pociągu. Ponieważ zawieszenie pociągu uzyskuje się poprzez zrównoważenie dwóch sił magnetycznych, wysokość zawieszenia może być ustalona (około 10 ~ 15 mm), dzięki czemu pociąg ma znaczną stabilność.
Ponadto, aby pole magnetyczne pociągu mogło wygenerować prąd indukowany i pole magnetyczne, a pojazd został zawieszony, konieczne jest uruchomienie go w inny sposób. Dlatego pociąg musi być wyposażony w koła do „startu” i „lądowania”. Gdy prędkość przekroczy 40 km/h, pociąg zaczyna lewitować (czyli „startuje”), a koła automatycznie się złożą. Rozsądnym rozwiązaniem jest, aby wraz ze spadkiem prędkości i utratą zawieszenia koła automatycznie opadły i zaczęły się ślizgać (czyli „lądowały”).
Silnik synchroniczny liniowy (LSM) może być używany jako układ napędowy tylko przy stosunkowo niskiej prędkości (około 300 km/h). Rysunek 1 przedstawia połączenie elektrycznego układu zawieszenia (EDS) i silnika synchronicznego liniowego (LSM).
Czas publikacji: 21.10.2019
