Principes de Fonctionnement

1- LEVITATION ELECTODYNAMIQUE : LE MAGLEV JAPONAIS:

Le Maglev japonais se déplace sur une voie de guidage en forme de U plutôt qu’un rail. Des électroaimants supraconducteurs dont la polarisation est alternée sont placés dans les côtés verticaux de la voie de guidage. Ces électroaimants servent à maintenir le train en lévitation au centre de la voie et le propulsent grâce à un courant alternatif.

a-Principe de lévitation  et de guidage :

Ces bobines sont disposées en « 8 » et fonctionnent grâce au principe d’induction électromagnétique. En effet, le courant est induit par le passage du train. Cela nécessite que le train soit en mouvement. C’est pour cela que le train dispose de roues qui se rétractent lorsque celui-ci atteint une vitesse de 160 Km/h.

Les enroulements de lévitation sont installés sur les parois latérales de la voie de guidage. Quand les aimants de supraconduction, à bord du véhicule, passent à grande vitesse à quelques centimètres au dessous du centre de ces enroulements, un courant électrique est induit dans les enroulements qui agissent alors en tant qu’électroaimants. Ce courant induit provoque la répulsion dans la boucle inferieure au « 8 » et provoque l’attraction au niveau de la boucle supérieure.

Les enroulements de lévitation se faisant face sont reliés sous la voie de guidage. Quand le véhicule, contenant l’aimant, se déplace transversalement, un courant électrique est induit dans les enroulements de lévitation, ayant pour résultat une force répulsive agissant sur les enroulements de lévitation les plus proches du wagon et une force attractive agissant sur les enroulements de lévitation les plus loin. Ainsi, le train est toujours situé bien au centre de la voie de guidage.

b-Principe de propulsion :

Une force répulsive est une force attrayante induite entre les aimants qui sont employés pour propulser le véhicule. Les enroulements de propulsion situés sur les parois latérales des deux cotés des voies de guidage sont activés par un courant alternatif triphasé. Les aimants de supraconduction à bord sont attirés et repoussés par la zone de décalage, propulsant alors le véhicule Maglev . Le train à sustension magnétique japonais fonctionne avec un moteur linéaire synchrone et dispose de bobines magnétiques positionnées le long de la rame avec les pôles nord et sud disposés alternativement de l’avant vers l’arrière du train . Des bobines de propulsion sont situées tout le long de la voie. Elles sont alimentées en courant alternatif dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse du train. Ainsi, chaque bobine voit ses pôles s’inverser de manière à ce qu’elle repousse la bobine du train qui vient de passer devant elle et attire celle qui vient vers elle. Toutes les forces exercées sur le train concourent ainsi  à le propulser dans le même sens. Le déplacement du train induit alors un courant électrique dans les bobines de sustension situées au sol. Quand le champ magnétique de ces dernières devient suffisamment important, c’est-à-dire quand le train dépasse les 100 à 150 Km/h, celui-ci lévite de 10 cm du fait de l’interaction entre les bobines sur les bords du train et sur les faces latérales de la voie de guidage. Les aimants embarqués par le train sont des bobines supraconductrices. Autrement dit, elles sont maintenues à une température très basse pour supprimer leur résistance électrique. Par conséquent, toute variation d’un champ magnétique ici celui des bobines situées au sol induit dans les bobines embarquées un courant qui n’est pas amorti et qui crée un champ magnétique et cela sans apport extérieur de courant.

c-Freinage : Le freinage s’effectue en inversant la direction du champ magnétique et par des aérofreins  situés sur le train.

2-LEVITATION ELECTROMAGNETIQUE: LE TRANSRAPID ALLEMAND:

a-Principe de lévitation et de guidage en translation :

Tout d’abord la voie est en forme de T, le train est muni d’un entrefer qui englobe la voie. Un entrefer est une coupure de petite longueur dans un matériau ferromagnétique comme le fer qui constitue un circuit magnétique. Sur le bas et de chaque coté de l’entrefer sont disposés des aimants permanents. La lévitation et le guidage sont assurés par des bobines électromagnétiques situées sur le côté et sur la voie. Ces dernières attirent les aimants permanents sur l’entrefer. La propulsion est assurée par un champ magnétique qui provient du stator, on peut qualifier ce système de moteur linéaire.                                                                                                                   La lévitation du Transrapid est permise par des électro-aimants placés sous le train qui vont alors interagir avec des barres de fer laminées  placées dans le monorail en forme de T. Pour que le train puisse léviter, il faut que la force magnétique compense exactement la gravité. Grâce à cela, le train lévite à 1 centimètre du monorail. Comme on peut le voir sur la photo, le guidage en translation est permis par des électroaimants de guidages ainsi que des rails de guidages qui se repoussent mutuellement. Néanmoins ce type de propulsion est instable, en effet, si la distance entre le stator et l’électro-aimant augmente, la force magnétique diminue et le train risque de toucher le monorail. C’est le même problème pour les électro-aimants de guidage.

b- Principe de propulsion:

Son système de propulsion est un moteur linéaire à stator long synchrone qui génère des forces longitudinales. Ce moteur comprend des bobinages triphasés disposés sur la voie et des électro-aimants installés sur le véhicule. Pour faire varier la vitesse du train, il faut non seulement faire varier le courant alternatif qui passe dans les bobines, mais aussi ajuster la fréquence du courant alternatif pour permettre la variation des pôles Nord et Sud. Ce moyen de propulsion est donc très économe.                                                                                    Un moteur linéaire synchrone à stator long est un moteur sans contact qui fournit une énergie magnétique, il est séparé en deux parties : les bobinages sur la voie (stator) et les solénoïdes (rotor) sur le train. On “déplie” le moteur ce qui fait que le rotor est en translation au lieu d’en rotation. Par conséquent, il crée un champ magnétique durant son déplacement qui fait avancer le train. La vitesse de celui-ci étant proportionnelle à la tension du courant envoyé dans le moteur. En simplifiant on peut admettre que c’est aussi proportionnel à l’intensité du courant.

c-Freinage : Le freinage se fait par ralentissement des ondes magnétiques qui tirent le train.

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