Üç fazlı alternatif akım elektrik uyarımıyla çalışan hareketli elektromıknatıs (stator olarak), alüminyum plakanın her iki tarafına (ancak temas halinde değil) iki sıra halinde monte edilmiştir. Manyetik kuvvet çizgisi alüminyum plakaya diktir ve alüminyum plaka indüksiyon yoluyla akım üretir, böylece tahrik kuvveti oluşturur. Doğrusal indüksiyon sonucu, trenlerdeki motor statorunda bir kılavuz ray kısadır, bu nedenledoğrusal motor"Kısa statorlu lineer motorlar" olarak da adlandırılır;
Doğrusal motorun çalışma prensibi, trene (rotor olarak) süper iletken bir mıknatısın takılması ve ray üzerine üç fazlı bir armatür bobininin (stator olarak) yerleştirilmesidir; bu bobin, değişken sayıda çevrimle üç fazlı alternatif akım sağladığında araç hareket eder.
Araç hareket sisteminin hızı, üç fazlı alternatif akım frekansıyla senkronize hıza uygun olduğundan, bu motora doğrusal senkron motor denir ve doğrusal senkron motorun statoru yörüngede uzun bir yörünge izlediğinden, bu motora "uzun statorlu doğrusal motor" da denir.
Z Yönlü Doğrusal Titreşimli Motor
Geleneksel raylı ulaşım sisteminde, özel bir ray hattı kullanılması ve destek ve yönlendirme için çelik tekerleklerin kullanılması nedeniyle, hız arttıkça sürüş direnci de artar; çekiş gücünden daha fazla direnç olduğunda tren ivme kazanamaz, bu nedenle teorik olarak saatte 375 kilometre olan azami hıza ulaşamamıştır.
Fransız TGV'si geleneksel raylı ulaşım sisteminde 515,3 km/sa hızla dünya rekoru kırmış olsa da, tekerlek ve ray malzemeleri aşırı ısınmaya ve yorulmaya neden olabileceğinden, Almanya, Fransa, İspanya, Japonya ve diğer ülkelerdeki mevcut yüksek hızlı trenler ticari işletmede 300 km/sa hızı aşmamaktadır.
Bu nedenle, araçların hızını daha da artırmak için, tekerlekler üzerinde sürüşün geleneksel yönteminden vazgeçilip, trenin raylardan kalkarak sürtünmeyi azaltıp hızını önemli ölçüde artıran "Manyetik Levitasyon" yönteminin benimsenmesi gerekmektedir. Gürültü veya hava kirliliğine neden olmamasının yanı sıra, raylardan kalkarak havada süzülme uygulaması enerji verimliliğini de artırabilir.
Doğrusal motorun kullanımı, manyetik levitasyonlu taşıma sistemini hızlandırabildiği için, doğrusal motorlu manyetik levitasyonlu taşıma sistemi ortaya çıkmıştır.
Bu manyetik kaldırma sistemi, bir treni şeritten uzaklaştırmak için manyetik bir kuvvet kullanır. Mıknatıslar, kalıcı mıknatıs veya süper iletken mıknatıs (SCM) olabilir.
Sabit iletkenlikli mıknatıs olarak adlandırılan bu mıknatıs, genel bir elektromıknatıstır; yani, yalnızca akım verildiğinde manyetik özellik gösterir, akım kesildiğinde ise manyetik özelliği kaybolur. Tren çok yüksek hızdayken elektrik toplamanın zorluğu nedeniyle, sabit iletkenlikli mıknatıs yalnızca manyetik itme prensibine dayalı ve nispeten düşük hızda (yaklaşık 300 km/sa) çalışan manyetik levitasyonlu trenlerde kullanılabilir. 500 km/sa hıza kadar çıkan manyetik levitasyonlu trenler için (manyetik çekme prensibini kullananlar), süper iletken mıknatıslar kalıcı olarak manyetik olmalıdır (böylece trenin elektrik toplamasına gerek kalmaz).
Manyetik kaldırma sistemleri, manyetik kuvvetin birbirini çekmesi veya itmesi prensibine göre Elektrodinamik Süspansiyon (EDS) ve Elektromanyetik Süspansiyon (EMS) olarak ikiye ayrılabilir.
Elektrikli süspansiyon (EDS), trenin dış kuvvetle hareket etmesi prensibini kullanır; tren üzerindeki cihaz, sık sık hareket eden iletken bir mıknatısın manyetik alanını oluşturur ve raylar üzerindeki bobinde indüklenen akım, manyetik alanı yeniler. İki manyetik alan aynı yönde olduğundan, tren ve ray arasında karşılıklı etkileşim (mutex) oluşur; tren bu karşılıklı etkileşim sayesinde kaldırma kuvveti ve levitasyon kazanır. Trenin süspansiyonu, iki manyetik kuvvetin dengelenmesiyle sağlandığından, süspansiyon yüksekliği sabitlenebilir (yaklaşık 10-15 mm), bu nedenle tren önemli ölçüde stabiliteye sahiptir.
Ayrıca, trenin manyetik alanının indüklenmiş akım ve manyetik alan oluşturabilmesi ve aracın havada asılı kalabilmesi için önce başka yollarla çalıştırılması gerekir. Bu nedenle, trenin "kalkış" ve "iniş" için tekerleklerle donatılması şarttır. Hız 40 km/saatin üzerine çıktığında, tren havada asılı kalmaya başlar (yani "kalkış") ve tekerlekler otomatik olarak katlanır. Hız azaldığında ve artık havada asılı kalmadığında, tekerleklerin otomatik olarak aşağı inerek kayması (yani "iniş") mantıklıdır.
Doğrusal Senkron Motor (LSM), yalnızca nispeten düşük hızlarda (yaklaşık 300 km/sa) bir tahrik sistemi olarak kullanılabilir. Şekil 1, elektrikli süspansiyon sistemi (EDS) ve Doğrusal Senkron Motorun (LSM) kombinasyonunu göstermektedir.
Yayın tarihi: 21 Ekim 2019
