|
|
|
|
|
|
|
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า และการลอยตัวในอากาศ
ปกติแล้วรอบ ๆ แม่เหล็กจะมีแรงเหนี่ยวนำเกิดขึ้นซึ่งเรียกกันว่า สนามแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กที่กระทำจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้จะมีหลายเส้นนั้นเราเรียกกันว่า เส้นฟลักซ์ (Flux lines) ตามรูป เส้นแรงแม่เหล็กนี้จะกระทำต่อสิ่งที่อยู่รอบข้างในลักษณะของแรงกระทำหรือการเหนี่ยวนำได้
รูปที่ 1 การเกิดสนามแม่เหล็ก กระแสไฟฟ้าเป็นการไหลของอิเล็กตรอนที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นได้ ซึ่งถ้าหากมีอิเล็กตรอนเคลื่อนไหวขึ้นแล้วไปสร้างสนามแม่เหล็กได้ที่อื่นอีก จะเรียกได้ว่าเป็นผลจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้านั่นเอง เมื่อมีแท่งแม่เหล็กเคลื่อนผ่านสายไฟฟ้าที่พันเป็นขด
สนามแม่เหล็กจะสร้างพลังงานไฟฟ้าขึ้นในสาย
รูปที่ 2 ผลจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กนั้น สามารถอธิบายได้จากมอเตอร์ที่นำมาจัดทำเป็นแนวระนาบในเชิงเส้น คือ มอเตอร์อินดักชันเชิงเส้น ที่สามารถทำงานได้ในแนวราบ และมีการนำมาประยุกต็เป็นแนวคิดแรกเริ่มของรถไฟฟ้าแม่เหล็กลอยตัวที่มีลักษณะการเคลื่อนที่ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าคล้ายกับมีเบาะลมรองรับอยู่ มอเตอร์ชนิดนี้เหมือนกับมอเตอร์อินดักชันที่มีขดลวดหลายเฟสจำนวนหลาย ๆ ชุดวางอยู่ในร่องโรเตอร์ตามรูปที่ 3
รูปที่ 3 ลักษณะของมอเตอร์เชิงเส้น การลอยตัวของแม่เหล็กสามารถทำได้โดยใช้ระบบแรงดูดหรือระบบแรงผลัก หรือเป็นระบบที่ใช้ทั้งแรงดูดและแรงผลักร่วมกัน ทำให้รถไฟฟ้าลอยอยู่ในอากาศได้ ระบบแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic system- EMS) ขึ้นกับแรงดูดระหว่างแม่เหล็กไฟฟ้ากับรางเหล็กที่เป็นตัวนำแม่เหล็ก (เฟอร์โรแมกเนติก) ตามรูปที่ 4 แรงดูดที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ระยะลดลง กระแสแม่เหล็กจะถูกควบคุมเพื่อให้ความสูงที่ลอยตัวอยู่ในระดับที่ออกแบบไว้ ซึ่งโดยส่วนใหญ่จะประมาณ 2-3 เซนติเมตร
รูปที่ 4 การลอยตัวทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยแรงดูดโดยแม่เหล็กไฟฟ้าแขวนต่ำกว่าราง
รูปที่ 5 เป็นรถไฟฟ้าทรานสราปิด TR-07 ของเยอรมันที่ลอยตัวอยู่ในอากาศจากแรงดูดแม่เหล็ก โดยชุดแยกแม่เหล็กไฟฟ้าชุดหนึ่งจะให้แรงในแนวนอนที่เป็นแรงผลักดันที่กระทำโดยสนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ไปตามราง รถไฟฟ้านี้สามารถบรรทุกผู้โดยสาร 200 คนที่ความเร็วสูงสุด 500 กิโลเมตรต่อชั่วโมง โดยลอยในอากาศสูง 8 มม. และใช้กำลังไฟฟ้าประมาณ 43 เมกกะวัตต์ ที่ความเร็ว 400 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
รูปที่ 5 รายละเอียดของระบบไฟฟ้าแม่เหล็กลอยตัวแมกเลฟทรานสราปิดของเยอรมัน
รูปที่ 6 การลอยตัวทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยแรงผลักโดยแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่สูงกว่าราง
แมกเลฟทรานสราปิด
| |||||||||||||||||||||||
