Trene Levitacion Final

7/25/2019 Trene Levitacion Final

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SISTEMA DE FUNCIONAMI

DEL TREN DE LEVITACI

MAGNTICA .


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4 Principios Bsicodel Funcionamient

de un Tren Maglev


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1. PRINCIPIO DE LEVITACIN MAGNT

La levitacin en un tren Maglev, se consigue mediante la interaccin de campos magnticos que dan lugar repulsin, dependiendo del dise!o del ve"#culo, es decir, seg$n si el tren utilice un sistema %M& 'electsuspensin electromagntica( o %)& 'electrd*namic suspension o suspensin electrodinmica(+ La principal di%M& * un %)& es que en el primero la levitacin del tren es producida por la atraccin entre las oinas colocad* en el segundo se consigue la levitacin gracias a fueras de repulsin entre estas+


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1.1. EMS: Suspensin ele!"#$%&n

%n el caso del %M&, la parte inferior del tren queda por dea-o de una gu#a de material ferromagntico, que no posee magse ponen en marc"a los electroimanes situados sore el ve"#culo, se genera una fuera de atraccin+ /a que el carrelectroimanes los que se mueven en direccin a ste elevando con ellos el tren completo+ &ensores en el tren se enccirculante en las oinas, como resultado el tren circular a una distancia de apro0imadamente un cent#metro del carril gu#

encargados de la gu#a lateral del ve"#culo sern colocados en los laterales del tren de manera que quede garantiado su cventa-a de las suspensiones %M& es que usan electroimanes en ve de los complicados imanes superconductores que e0ilos trenes de suspensin %M& sufren ciertas limitaciones, la principal es su inestailidad+ .uando la distancia entre la gu#a la fuera de atraccin crece *, aunque la corriente elctrica circulante en los electroimanes puede ser regulada inmediata

aparecan viraciones o de que el tren toque la gu#a+

3tra de las limitaciones de este dise!o es la enorme precisin necesaria en su construccin, lo cual encarece su producciunos pocos mil#metros a lo largo de la estructura del tren puede provocar un desastre+ 2dems, con unas tolerancias tan ppodr#a destruir completamente todo un sistema de l#neas maglev+


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Figura de esquema

de la suspensin EMS


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1.2. EDS: Suspensin Electrodin

La levitacin %)& se asa en la propiedad de ciertos materiales de rec"aar cualquier campo magntico que intentepropiedad se da en superconductores * es llamada %fecto Meissner, como se e0plic con anterioridad+ La suspensin, pel superconductor rec"aar las l#neas de campo magntico de manera que no pasen por su interior, lo que provocardiversos prototipos de suspensin %)& se uica un material superconductor a los lados de la parte inferior del ve

oservarse en la gura:


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Figura de esquema de la

suspensin EDS


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(. P"inipi# )e &u*% l%!e"%l

Los maglev necesitan, adems del sistema de levitacin magntica un sistema de gu#a lateral que asegure que el ve"#cconsecuencia de perturaciones e0ternas que pueda sufrir+ %n la suspensin %M&, se instalan unos imanes en los ladiferencia de los uicados para permitir al tren levitar * moverse, solamente actuarn cuando este se desplace lateraatraccin del lado que ms se ale-e de la v#a+ %n el sistema %)& son los superconductores * las oinas de levitacin los del tren+ Las oinas de levitacin estn conectadas por dea-o del carril5gu#a formando un lao+

2s#, cuando el ve"#culo se desplaa lateralmente, una corriente elctrica es inducida en el lao, lo que da como resultadoms cercano a las oinas de levitacin, oligando al ve"#culo a centrarse+ &i el tren por alguna causa se "undiese en el c

un aumento de la fuera repulsiva, lo cual equilirar#a este acercamiento6 en contraste con el sistema %M& en el cual la fve"#culo se acerca a la gu#a+


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Figura de principio de gua lateral


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+. P"inipi# )e p"#pulsin

1n tren maglev es propulsado mediante un motor lineal+ %l funcionamiento de un motor lineal deriva de un motor elel estator es aierto * 7desenrollado8 a lo largo del carril5gu#a en amos lados, como se ve en la gura:

La propulsin, tanto en %)& como en %M&, se logra generalmente mediante la utiliacin del L&M, linear s*nc"ronouss#ncrono+


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Figura de esquema de un motor lineal en un tren Maglev


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3.1. LSM: Motor Lineal Sncro

%ste sistema de propulsin utilia como estator un circuito de oinas sore la v#a, por el cual circula una corriente alt%l rotor esta compuesto por los electroimanes del tren, en el caso de un %M&, o las oinas superconductoras en un %que crea la corriente alterna del estator interact$a con el rotor 'electroimanes o oinas superconductoras( creandnorte * sur que empu-arn * tirarn del ve"#culo "acia delante, como muestra la gura:

%ste campo magntico 'tamin llamado 9onda magntica9( via-ar -unto al tren a travs del carril5gu#a, permitindolrotor via-ar a la misma velocidad que el campo magntico+


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La regulacin de la velocidad del tren se logra ien regulafrecuencia de la onda magntica 'o sea, variando la frecula corriente alterna( o ien variando el n$mero de espirasunidad de longitud en el estator * el rotor+ 1na caracter#s

importante de este sistema es que la energ#a que mueveno la provee el mismo tren, sino que esta es prove#da por%sto permite evitar un malgasto de energ#a fraccionando secciones, de manera que cada una tenga su alimentaciesta manera solamente estarn activos aquellos tramos dpor los que en ese momento est transitando el tren+


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Figura de propulsin de un

tren Maglev


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Figura de suministro de energa a la va


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Los trenes maglev, gracias a su sistema de propulsin, son capaces de circular por desniveles de "asta ; grados, convencionales que slo pueden circular por pendientes con desniveles de "asta 4 grados

2dems la velocidad que alcanan los trenes maglev es mu* superior a la alcanada por los trenes convencionales 'incllegando "asta " '"asta el momento( * su consumo es de solamente un 4; ? del comustile usado por un autdeido a la reduccin del roamiento con la v#a+


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Figura de ascenso de pendientes


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,. Me%nis$# )e -"en%)%

%l frenado del tren maglev se consigue, como la propulsin, gracias al motor lineal+ %sto se logra invirtiendo la polaridaen la v#a 'estator( de manera que se cree una fuera en sentido contrario al avance del tren+ Ba-o condiciones norml#mite ser#a la misma que la aceleracin l#mite: ,@ m>sA 'este l#mite de aceleracin se escoge de manera que npasa-eros(+ %n condiciones de emergencia, el motor lineal puede desacelerar al tren a ,< m>sA apro0imadamente+

%s posile aumentar a$n la capacidad de frenada, en situaciones de e0trema emergencia, mediante el uso de aerodinmico, el cual ampl#a la supercie frontal del tren, como se ve a continuacin:


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%ste sistema se reserva solamente para situaciones de e0trema emergencia *a que la desaceleracin producida es mu*A m>sA (, ran por la cual los pasa-eros deer#an ser avisados unos segundos antes de ser utiliado, cosa que no siemostante los frenos aerodinmicos tamin podr#an ser utiliados en ocasiones donde no "ar#a falta una gran desacelera*udar al motor de manera de no tener que forarlo demasiado+ %n un tren con %M&, en condiciones normales, este de-velocidad se apro0ima a los ; =m>" 'esto se "ace de manera voluntaria, *a

que con suspensin %M& el tren puede mantenerse levitando a$n estando parado(+ %n ese momento se desprenden unoal tren, con un coeciente de friccin determinado, que "acen que el tren se detenga por completo+ %n un tren con %)&tamin apro0imadamente a unos ; =m>" 'aunque no de manera voluntaria(, momento en que las ruedas neumticasfuncionamiento * el tren utilia entonces frenos "idrulicos para detenerse+

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