Chiarimento Motori Lineari utilizzati dai Maglev

[Brightness]

Ciao, mi sono appena iscritto, ho cercato un po' nel forum ma non ho trovato le informazioni che mi servono. Sto ultimando la mia tesina (per il diploma) sui treni Maglev ma non ho trovato molte informazioni inerenti. I professori non ne sanno praticamente nulla e anche in internet ho trovato pareri contrastanti e informazioni poco chiare. Sapete indicarmi il funzionamento passo passo dei motori lineari asincroni e sincroni (anche qui, internet dichiara SINCRONI a parte qualche sito, un professore e delle dispense del politecnico mi dicono ASINCRONI, nel dubbio io li menziono entrambi insieme anche ai sincroni a a riluttanza variabile..)?
In allegato ciò che ho capito e scritto io.
Se qualcuno è così gentile da rispondermi e darmi un parere gliene sarei grato.
Grazie, ciao

[fpalone]

Salve Brightness,
stai cercando notizie su di un treno in particolare oppure in generale?
Se parliamo in generale credo che entrambi i sistemi siano stati usati. Di sicuro il treno ML500 a levitazione magnetica giapponese da 500 km/he forse anche il transrapid di Shangai usano i motori sincroni. La dispensa da te citata mi sembra abbastanza introduttiva e non menziona il fatto che gli asincroni possono creare solo una forza attrattiva tra rotore e statore, a differenza dei sincroni. Prova a dare un'occhiata qui e qui, dovresti trovare qualche informazione in più.

[Brightness]

Edit TF: Eliminato quoting inutile.

grazie per la risposta.
si la dispensa del polimi era molto introduttiva però diceva a chiare lettere che i transrapid utilizzano asincroni; in totale disaccordo con tutto ciò che ho trovato in rete.
ora leggo i link che mi hai dato, grazie mille.
per ciò che ho scritto io in allegato che ne pensi?

[mario_maggi]

Brightness,
ci sarebbero un po' di imprecisioni da quotare, ma hai messo un jpg che non e' quotabile.
Copia/incolla in formato testo, le parole non sono immagini.
Ciao
Mario

[Brightness]

scusatemi, avete ragione

"I maglev, in generale, sono mezzi che non possiedono un vero e proprio mezzo di propulsione convenzionale.
Per quanto riguarda Inductrack ed EDS si utilizzano motori lineari sincroni mentre per gli EMS dove sistema di levitazione e propulsione sono separati si possono utilizzare anche altri tipi di motori simili a quelli degli aerei o comunque motori a combustione, questi però si preferisce utilizzarli solo se non vi sono altre vie visto che i maglev dovrebbero essere un qualcosa il più possibile compatibile con l’ambiente.
Un motore lineare è essenzialmente un motore elettrico con statore e relativo rotore “svolti” o “srotolati” (Fig.12); esso piuttosto che produrre una coppia torcente e rotazione produce una forza lineare in direzione orizzontale direttamente proporzionale alla corrente e al campo e al campo magnetico applicati. Il motore lineare genera dunque un moto traslazionale, invece che un rotore che ruota si ha un movente in linea retta.

Fig.12

In figura sono riportati i due possibili metodi di utilizzo del motore lineare, il risultato è lo stesso ma per i treni maglev si utilizzano le rotaie come statore e il veicolo come rotore.
I motori lineari sfruttano i fenomeni di attrazione e repulsione che è possibile creare e controllare tra elettromagneti e/o magneti permanenti.
Poniamo caso di avere solo un magnete sul veicolo sopra altri due magneti fissi sulla rotaia, in modo che sia in concordanza di polarità con uno dei due e in alternanza con l'altro. Per effetto delle forze di attrazione e di repulsione, il magnete mobile si muoverà (e con esso l'intero veicolo) allontanandosi dal magnete fisso con cui è in concordanza di polarità, per avvicinarsi a quello con cui è in alternanza (Fig.13). Invertendo le polarità del percorso-rotaia-statore o del veicolo-rotore è possibile invertire il senso di marcia del mezzo sempre sullo stesso tracciato, per fare ciò si può invertire l’alimentazione del tracciato o degli elettromagneti a bordo del veicolo (se presenti).

Fig.13

I motori lineari sono di diversi tipi, i più comuni sono: sincroni, passo passo e a induzione o asincroni.
Questi motori prevedono tutti l’alimentazione di un avvolgimento posto nel binario corrispondente ad uno statore di diametro infinito (il cosiddetto “ lungo statore ”). Il tracciato è formato da una serie di avvolgimenti che vengono alimentati tramite inverter in corrente alternata, quindi anche il flusso sarà variabile (poiché generato da una corrente sinusoidale), per tali motivi si induce per la legge di Faraday Neumann Lnz una forza elettromotrice pari a :
E = K∙N∙f ∙φ
Dove K è una costante, N è il numero di spire degli avvolgimenti, φ è il flusso variabile ed f è la frequenza di alimentazione.
Si supponga di avere un motore trifase, si ottiene per il principio di Galileo Ferraris quindi, una terna di tensioni sfasate di 120° e un campo magnetico variabile.
Per quanto riguarda il motore asincrono, il rotore taglia le linee di flusso del campo magnetico statorico, si induce quindi una fem e una corrente su di esso (avvolgimenti chiusi in corto circuito), si genera quindi un flusso che interagendo con il campo magnetico; tutto ciò determina una forza lineare che come detto prima è proporzionale a corrente e campo magnetico generati.
Il rotore si sposta nella direzione del campo magnetico statorico e per via dell’interazione (e repulsione) dei due campi ottenuti.
Gli asincroni sono semplici da gestire, sono i più economici, creano meno problemi in assoluto, soprattutto in partenza, viaggiano però a velocità non costante.
I sincroni invece viaggiano a velocità costante di sincronismo, quindi controllabile, garantiscono un’ottima spinta e accelerazione; essi sono però più complessi e hanno avviamenti complessi.
Essendo il rotore costituito da magneti permanenti o elettromagneti alimentati in corrente continua da un generatore eccitatore di corrente si ha un campo magnetico costante su di esso.
Il rotore vede il campo statorico variare troppo velocemente e per inerzia non riescono a seguirlo, il motore va quindi avviato a basse frequenze per riuscire a far muovere il rotore; man mano si alza la frequenza e il numero di giri. L'interazione tra i 2 campi magnetici permette al rotore il movimento richiesto.
Un altro metodo di avviamento, possibile solo se il motore può essere utilizzato anche come asincrono, è, appunto, un avviamento senza campo rotorico, senza eccitazione, sugli avvolgimenti si concatenerebbe il flusso variabile statorico che creerebbe una forze elettromotrice sul rotore e una corrente; si creerebbe dunque un campo magnetico di rotore che si opporrebbe al campo statorico e per via delle attrazioni polari il rotore ruoterebbe; una volta avviato per porlo in movimento alla velocità di sincroniscmo si deve collegare un'opportuna alimentazione.
Attualmente si pensa anche di realizzare le stazioni in cima a lievi pendii in modo che il treno abbia un aiuto nell’avviamento dato dalla pendenza del tracciato.
I motori passo a passo sono dei sincroni a riluttanza variabile formati da una slitta sulla quale sono collocati numerosi denti di materiale ferroso con avvolte delle spire, per formare degli elettromagneti. La slitta corre su una banda magnetica che altro non è che una serie di elettromagneti. Fig.14
Fig14
Alimentando gli elettromagneti ed eccitando il rotore il sistema si dispone in modo tale che le linee di flusso del campo magnetico attraversino la riluttanza più bassa possibile.
Supponendo di essere in questa configurazione iniziale Fig.15, si alimenti prima la fase 1.
Fig.15
Il rotore già levitato non si muove poiché il flusso attraversa verticalmente il traferro, alimentando la fase 2 il flusso non può passare precisamente in maniera verticale in aria e induce movimento. Fig.16.
Fig.16
Muovendosi la fase 2 si troverà quindi nella condizione della fase 1 precedente, il movimento sarà quindi indotto dalla fase successiva e così via sempre più velocemente la slitta rotorica trasla senza attriti sul lungo statore."

Lasciate stare le figure che non sto qui ad allegarvele, mi interessa il funzionamento.
vi ringrazio per il prezioso aiuto

p.s. sto leggendo i libri in inglese linkati prima ma sono incompleti e trattan diversi argomenti, se scrivo modifiche al file iniziale vi aggiornerò.

[RenzoDF]

E questo cosa sarebbe ?

... un remake di "Non è mai troppo tardi" del Grande Alberto Manzi

[Brightness]

scusa ma non ho capito cosa vorresti dire

[mario_maggi]

Brightness,

Gli asincroni sono semplici da gestire, sono i più economici, creano meno problemi in assoluto, soprattutto in partenza, viaggiano però a velocità non costante.

e perche' mai? Se il carico aerodinamico e' costante, e al frequenza e' costante, anche la velocita' sara' costante.

I sincroni invece ......... hanno avviamenti complessi.

nel 1930 era vero, oggi pensi che non sia facile controllarli elettronicamente?

man mano si alza la frequenza e il numero di giri.

numero di giri?

una volta avviato per porlo in movimento alla velocità di sincroniscmo si deve collegare un'opportuna alimentazione.

sul MagLev?

Attualmente si pensa anche di realizzare le stazioni in cima a lievi pendii in modo che il treno abbia un aiuto nell’avviamento dato dalla pendenza del tracciato.

Quando un MagLev e' sollevato, l'attrito non esiste, non c'e' resistenza aerodinamica ma solo riluttanza da compensare.
Non serve la discesa, anche perche' il profilo di una stazione intermedia non consentirebbe di avere vantaggi.

Codice: Seleziona tutto

... un remake di "Non è mai troppo tardi"

Ciao
Mario

[RenzoDF]

a quello cha ha già sottolineato Mario, aggiungo anche ...

Si supponga di avere un motore trifase, si ottiene per il principio di Galileo Ferraris quindi, una terna di tensioni sfasate di 120° e un campo magnetico variabile.

a) le tensioni non le "otteniamo", dobbiamo averle già disponibili ....

b) per ottenere un campo "variabile" ne basta una di tensione !

Attualmente si pensa anche di realizzare le stazioni in cima a lievi pendii in modo che il treno abbia un aiuto nell’avviamento dato dalla pendenza del tracciato.

questa si che è una Bella idea ... se però vogliamo tornare anche indietro,

a) o abbiamo un sacco di colline
b) o dobbiamo separare la linea di andata da quella di ritorno !

[Brightness]

e perche' mai? Se il carico aerodinamico e' costante, e al frequenza e' costante, anche la velocita' sara' costante.

Se va in salita non diminuisce la velocità?

nel 1930 era vero, oggi pensi che non sia facile controllarli elettronicamente?

hai ragione. ho posto male la cosa, intendo in un confronto con gli asincroni, sono più complessi anche se come dici tu ora non ci sono problemi.

numero di giri?

velocità, scusate, non avendo un libro ho cercato di ricavare il funzionamento da quello del motore sincrono, ogni tanto mi confondo coi termini e mischio tutto

sul MagLev?

si, mi sbaglio?
premetto che non ho studiato tale avviamento a scuola. ho supposto una fase iniziale come un normale motore asincrono, una volta posto in rotazione per portarlo a velocità di sincronismo collego l'eccitazione ("opportuna alimentazione"). se no alla velocità del campo magnetico non ci arriva. ho capito male?

Quando un MagLev e' sollevato, l'attrito non esiste, non c'e' resistenza aerodinamica ma solo riluttanza da compensare.
Non serve la discesa, anche perche' il profilo di una stazione intermedia non consentirebbe di avere vantaggi.

sisi ma ho letto che alcuni tipi non Transrapid alle basse velocità non sono sospesi e hanno delle ruote poiché per sollevarsi necessitano di essere spinti fino a una certa velocità, poi levitano. Questo perché non hanno un sistema di levitazione separato ma è invece "integrato" col motore.



Grazie mille a tutti per le correzioni, provvedo a mettere a posto gli appunti