Magneetzweeftrein (Maglev)

Magneetzweeftrein (Maglev)

Een van de modernste vervoersmethoden, kan een snelheid van meer dan 400 km/u bereiken.

Technologie

Trefwoorden

magneetzweeftrein, maglev, trein, spoorweg, hoge snelheidstrein, snelheidsrecord, gesloten circuit, geleide lijn vervoer, drijvend, geleiderail, gids magneet, het ondersteunen van de magneet, electromagneet, rail, cabine, magnetisme, magnetisch veld, magneet, technologie, vervoer, uitvinding

Gerelateerde items

Scènes

Magneetzweeftrein

De zwevende Maglev

Het principe van magnetische levitatie en voortstuwing werd al in 1934 door de Duitser Hermann Kemper gepatenteerd. Vanaf de jaren 1960 hebben Duitsland, Japan en de VS verscheidene experimenten uitgevoerd in een poging het in de praktijk te brengen.
Hoewel Duitsland de belangrijkste ontwikkelaar van Maglev was, besloot de Duitse regering tegen het einde van de jaren 1990 de bouw van een spoorweg op te schorten, vanwege de astronomische kosten. Een order uit het buitenland beëindigde de impasse van de Maglev.
Aan het einde van 1999 sloot het bedrijf Transrapid uit Berlijn een overeenkomst met het Chinese Ministerie van Wetenschap en Technologie om het systeem te bouwen en te implementeren.
De treinen, die in 2003 in dienst werden gesteld, zijn in staat om snelheden boven de 400 km/u te halen. De introductie ervan markeerde het begin van een nieuwe periode in de geschiedenis van het spoorvervoer.

Magnetische trein

Bovenaanzicht

Cabine voor machinist

Snel reizen - hoge kosten

's Werelds eerste magneetzweeftrein werd in 2003 in dienst genomen in China, tussen het zakendistrict van Shanghai en de luchthaven Shanghai Pudong. De trein, die gebouwd is door het Duitse Transrapid, legt een afstand van 30 km af in slechts 7 minuten.
Magneetzweeftreinen hebben een eigen, compleet gescheiden spoor nodig. Omdat niets zijn pad kan kruisen, moeten er gesloten of verhoogde banen worden gebouwd. In het laatste geval ondersteunen 5-6 m hoge betonnen pilaren de elektromagnetische baan. Daarom zijn de kosten veel hoger dan die van andere treinsoorten.
De nieuwe treinsoort zal steilere hellingen kunnen overwinnen, waardoor er banen met krappere bochten kunnen worden gebouwd, hetgeen leidt tot kostenbesparing. Omdat er geen wrijving tussen de trein en de baan is, hebben magnetische banen minder onderhoud nodig, en hebben ze een langere levensduur vergeleken met andere traditionele treinsporen.

Magneetzweeftrein rijdend op een baan in de buurt van Shanghai

Opbouw

Zweven

Opbouw en werking

Gewone treinen hebben een hoog energieverbruik om de wrijving bij de wielen te verminderen. Die ontbreekt echter bij magnetische levitatie, zodat er hogere snelheden bereikt kunnen worden met veel minder energieverbruik.

De twee meest voorkomende vormen van magnetische levitatie zijn EDS (elektrodynamische ophanging), met name gebruikt bij Japanse treinen, en EMS (elektromagnetische ophanging), met name gebruikt bij Duitse en Chinese treinen.

De Transrapid Shanghai maakt ook gebruik van het EMS-systeem. Bij dit systeem steekt de 'rok' onderaan de trein uit tot onder de rail, en door de aantrekkingskracht tussen de stalen rail en de elektromagneten op de trein gaat de trein zweven. Als de kracht van de magneten niet zou worden geregeld, zou de trein de zwaartekracht niet overwinnen en op de betonnen pilaar blijven staan, of juist te hoog stijgen waarbij hij tegen de onderkant van de rail aan zou komen.

Daarom moet de trein zich in een staat van instabiel evenwicht bevinden tussen deze twee uitersten. Dit wordt bereikt door een geavanceerd feedbacksysteem dat de afstand tussen de trein en de rail meer dan duizend keer per seconde controleert en de stroom in de elektromagneten aanpast aan die afstand. De optimale afstand boven en onder de rail is respectievelijk 15 mm en 10 mm.

Het EDS-systeem werkt totaal anders. Aan weerszijden van de trein bevinden zich supergeleidende of zeer sterke magneten. Als de trein sneller rijdt dan ongeveer 30 km/u, genereren deze magneten een voldoende sterke stroom in de spoelen aan de zijkanten van de geleidebaan, zodat die spoelen veranderen in elektromagneten die de permanente magneten op de trein afstoten, waardoor de trein gaat zweven.

Voortbeweging

Voortbeweging

De trein kan optrekken of afremmen door de polen van de elektromagneten in het juiste ritme om te schakelen.
Om te voorkomen dat de trein grote accu's moet meenemen en om hem sneller te laten gaan, zijn de spoelen voor de versnelling ingebouwd in de zijkanten van de geleidebaan, met een externe voeding.

Sensoren verzenden informatie over de positie en snelheid van de trein naar de besturingscomputer. De computer schakelt de polen van de elektromagneten op het juiste punt om, waardoor de trein langzamer of sneller gaat. De spoelen zijn aangebracht in secties langs de rail, die los van elkaar kunnen worden aan- of uitgeschakeld.

Animatie

Gesproken tekst

Een magneetzweeftrein (Maglev) is een trein die op zijn baan wordt gehouden en wordt voortbewogen door magnetische velden. Maglev is een afkorting van magnetische levitatie.

Het principe van magnetische levitatie en voortstuwing werd al in 1930 ontwikkeld, maar het duurde nog tientallen jaren voor het in de praktijk werd geïmplementeerd. Hoewel Duitsland de toonaangevende ontwikkelaar van Maglev was, verloor het project de steun van de regering en daardoor werd China in 2003 het eerste land dat een magneetzweeftrein in gebruik nam.
's Werelds eerste magnetische trein verbond het zakendistrict van Shanghai met luchthaven Shanghai Pudong. De trein legt een afstand van 30 km in 7-8 minuten af, en haalt regelmatig snelheden van 430 km/u.

Door hun werkingsprincipe hebben magneetzweeftreinen gescheiden en doorlopende banen nodig. Een mogelijkheid is om verhoogde banen te bouwen, ondersteund door 5-6 m hoge betonnen pilaren.

Het principe van magnetische levitatie komt voort uit het werkingsprincipe van elektromotoren. Er zijn verschillende manieren om dit principe in de praktijk te gebruiken. Één manier is om magneten zowel op de betonnen geleidingsbaan, dus aan de onderkant van de geleiderail, alsook op het lagere deel van de treinen, ofwel op de 'rok' te plaatsen.

In dit synchrone lineaire motorsysteem werkt de eerste als stator, en de laatste als rotor. De stroom tilt de trein op en duwt deze voorwaarts.

De geleidingsmagneten die aan de 'rok' vastzitten, de ingebouwde sensoren en de regelcomputers zorgen ervoor dat de treinen de baan niet raken terwijl ze bewegen.

Hoewel het principe van magnetische levitatie zeer eenvoudig is, is het erg duur om te implementeren. Toch blijft het een feit dat de nieuwe Maglev-technologie, met treinen die snel en stil zonder wielen, assen en lagers rijden, een nieuw tijdperk in de geschiedenis van de spoorbaan heeft ingeluid.

Gerelateerde items

De Kanaaltunnel

De Kanaaltunnel is een 50,5 km lange spoortunnel tussen het Verenigd Koninkrijk en Frankrijk, die onder het Engels Kanaal ligt.

TGV POS-trein

De hogesnelheidstrein rijdt tussen Parijs en Zuid-Duitsland met een snelheid van 320 km/h.

BR Standard Class 3 2-6-2T stoomlocomotief

Een type stoomlocomotief dat gebruikt werd door de Britse Spoorwegen en werd gebouwd in de jaren 50 van de vorige eeuw.

De productie van wisselstroom

Elektrische stroom kan worden opgewekt door een ankerspoel te laten ronddraaien in een magneetveld.

Dynamo (middenniveau)

De dynamo genereert gelijkstroom uit mechanische energie.

Elektrische bel

Een constructie die met behulp van een elektromagneet werkt.

Elektromotoren

Elektromotoren worden veel gebruikt in het dagelijks leven. Hier leer je over de verschillende soorten.

Geisha

De geisha is een traditionele Japanse entertainer met veel ervaring in de klassieke muziek en dans.

Generator en elektromotor

De generator produceert elektriciteit uit mechanisch werk terwijl de elektromotor mechanisch werk door middel van elektrische stroom genereert.

Het magnetische veld van de aarde

De magnetische noord- en zuidpolen van de aarde kan men nabij de geografische Noord- en Zuidpool terugvinden.

MÁV M61 diesel locomotief ("Nohab", 1963)

De legendarische M61 klasse locomotieven van de Hongaarse staatsspoorwegen werden NOHAB genoemd.

MAV V40 (Kando-locomotief, 1932)

De eerste Hongaarse locomotief direct aangedreven vanuit het nationale elektriciteitsnet zonder ingewikkelde transformaties.

Metro

De snelste manier van spoorwegvervoer in grote steden.

Samoerai

De primaire taak van deze Japanse krijgers was hun opperheer te dienen, zelfs als dat ten koste ging van hun eigen leven.

Stephenson's Rocket (1829)

De locomotief van de Engelse ingenieur George Stephenson werd gebouwd voor een locomotievenwedstrijd in 1829.

Transformator

De transformator is een apparaat dat ervoor wordt gebruikt voor het veranderen van elektrische spanning.

Elektrisch aangedreven openbaar vervoer

Trolleybussen en trams zijn milieuvriendelijke middelen van openbaar vervoer

Bus

Bussen zijn belangrijke onderdelen van het stedelijk openbaar vervoer.

Harde schijf

Harde schijven van computers zijn apparaten met magnetische data-opslag.

Added to your cart.