При пропускании тока по обмоткам реактивной полосы возникает электромагнитное поле, бегущее вдоль обмоток транспортного средства, которое при взаимодействии с магнитным полем статора создает силу тяги, перемещающую состав относительно пути. Для питания линейного электродвигателя используется переменный ток. Токосъем осуществляется за счет взаимоиндукции между магнитами на борту поезда и путевыми электромагнитами.
Изменение силы тяги и скорости движения достигается регулированием частоты, напряжения и силы тока. Линейный электродвигатель обеспечивает и торможение подвижного состава. Для этого ток в обмотки реактивной полосы подается в обратном направлении.
Основным достоинством ЛЭМД является возможность автоматического управления и бесступенчатой регулировки, отсутствие в нем асинхронного двигателя и редуктора, возможность развивать большую скорость поезда (400 км/ч), надежность работы и простота эксплуатации.
Недостатком этого вида транспорта являются большие затратысредств на его создание по сравнению с транспортом на традиционной локомотивной тяге.
Существуют проекты магнитных дорог с различными видами магнитного подвеса. Однако на данный момент применение нашли 3 основных технологии, с использованием:
- электромагнитов (электромагнитная подвеска, EMS);
- сверхпроводящих магнитов (электродинамическая подвеска, EDS);
- постоянных магнитов (это новая и потенциально самая экономичная система).
Например, в системе Transrapid – с электромагнитным подвесом на обычных проводниках, разработанной консорциумом немецких индустриальных гигантов Thyssen Krupp и Siеmепs, используется линейный двигатель и для подъема,- и для перемещения.
В Японии для левитирования поездов типа маглев используются поля сверхпроводящих магнитов, а для их перемещения – линейные двигатели.
Постоянные магниты пока используются только при проведении экспериментальных работ. В отличие от электромагнитов, приобретающих магнитные свойства лишь при включении тока, постоянные магниты имеют эти свойства изначально и сохраняют их неограниченно долго. Принимая во внимание, что высокоскоростной транспорт на магнитном подвесе является техникой нового поколения, которая получит свое развитие во многих странах мира в течение ближайших 20-30 лет, рассмотрим более подробно принцип действия системы маглев Transrapid, впервые реализованной немецкими учеными в коммерческой эксплуатации в Шанхае (Китай).
Высокоскоростная транспортная система на магнитном подвесе Transrapid предназначена для перевозки пассажиров и ценных грузов со скоростью 430 км/ч.
В системе Transrapid использован принцип линейного электрического двигателя. Вместо традиционной ходовой части и рельсового пути три необходимые в динамике движения функции, а именно – несущая, направляющая и тяговая – в системе Transrapid реализуются тремя соответствующими магнитными системами. Системы подвеса и направления работают на электромагнитном принципе, используя силы притяжения. Система состоит: из электромагнитов, симметрично расположенных с обеих сторон вдоль всего поезда, которые притягиваются статорной обмоткой, уложенной в путевую структуру на нижней поверхности ее несущей балки.
Поезд как бы сидит верхом на направляющих пути, охватывая их с боков. Снизу с обеих сторон пути уложены горизонтальные стальные пластины – «феррорельсы». На днище вагона, как раз под направляющими, закреплены мощные несущие электромагниты. Как только в них подается ток, возникают силы притяжения, и состав зависает над эстакадой, приподнявшись на 10 мм.
На направляющих путевой системы Transrapid обмотка статора, создающая бегущее магнитное поле, которое увлекает за собой состав, уложена вдоль пути, ротором является сам поезд. Скорость движения регулируется частотой тока в путевой обмотке. Причем, ток включается только в тот участок пути, по которому в данный момент движется поезд. Такая система электроснабжения является безупречной по надежности, но очень дорогой.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.