Buscar este blog

Mostrando entradas con la etiqueta electroiman. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta electroiman. Mostrar todas las entradas

jueves, 11 de junio de 2020

FRICCIÓN Y FRENADO EN TRENES MAGLEV

Tal y como hemos visto a lo largo de este curso, los trenes de levitación magnética apenas tienen rozamiento en su mecanismo, pues su funcionamiento se basa en el principio de repulsión magnética, capaz de crear un potente campo magnético que prácticamente permite que el tren flote en el aire; esto se consigue por un sistema de suspensión electrodinámica conocido como EDS. 

El diseño de este sistema es el siguiente: 

Los raíles contienen unas bobinas que originan un efecto electromagnético. Por su parte, el tren lleva unos imanes superconductores llamados “bogies”. Cuando el tren sale del estado de reposo (parada) y comienza a moverse, los imanes situados bajo el tren comienzan a interactuar con los de la vía y cuando se alcanza una velocidad cercana a los 150 kilómetros/hora  la fuerza magnética creada es lo suficientemente potente como para elevar el tren 10 centímetros del suelo, eliminando la fricción y permitiendo aumentar la velocidad. Por todo esto, se consigue una reducción de hasta un 60% menos de gasto en combustible que un tren convencional. 

Entonces, ¿cómo se consigue el movimiento?

Como hemos dicho, el arranque se consigue con un efecto de repulsión electromagnética. 
Para mantener el movimiento lineal sobre la vía, hay que seguir  proporcionando ese mismo efecto con una corriente alterna que circula a través de la vía, generando campos magnéticos contrarios a los del rotor ubicado en el tren, que gira haciendo que el polo norte y sur se inviertan constantemente  e interactúen con los siguientes en la vía,  proporcionando la  propulsión del tren. Para poder variar esta velocidad lineal, se debe controlar la frecuencia de giro del rotor variando la cantidad de corriente en la vía, ya que la corriente viaja en dirección proporcional a la del tren.

¿Cómo se frena en un tren Maglev?

Si la propulsión del tren y su movimiento se consigue a través de un efecto electromagnético, para frenarlo se utiliza ese mismo efecto. En este caso, invirtiendo el curso de la corriente alterna, creando una fuerza en sentido contrario al desplazamiento del tren y así provocando que desacelere y frene. 

¿Qué sucede cuando un tren Maglev está parado?

En los sistemas E.M.S y E.D.S cuando alcanzan un velocidad de 2.7 m/s, dejan de levitar y sacan unas ruedas (de caucho normalmente), que hacen que el tren se frene por la fricción ejercida con la vía y en algunos casos también se utiliza un sistema de frenos hidráulico.




Todos estos principios teóricos, vistos en clase con los alumnos, los tendremos en cuenta en el diseño definitivo de nuestro tren maglev


Profesor: Ramón María Palacios Leytón

jueves, 30 de mayo de 2019

¡TREN DE LEVITACIÓN MAGNÉTICA EN MARCHA!

Después de haber investigado y aprendido en qué principios se fundamenta el funcionamiento de los trenes de levitación magnética o tipo "maglev", toca llevar a la práctica y materializar todo lo aprendido. 
En entradas anteriores hemos ido publicando parte de los contenidos trabajados: propiedades de los superimanes, estabilidad de los trenes, principio de levitación magnética, proyectos reales de alta velocidad supersónica como el Hyperloop y otras referencias de interés. 

Tal y como reflejan las imágenes, en las dos últimas semanas los siguientes grupos han comenzado a construir la vía y la máquina del tren magnético:
  • 1º ELE 23. Ciclo formativo de grado medio: Instalaciones de telecomunicaciones. 
  • 1º ELE 32. Ciclo formativo de grado superior: Sistemas electrotécnicos y automatizados.









  • En primer lugar recopilamos los materiales necesarios: piezas de metacrilato, pegamento, imanes de neodimio, motores eléctricos, hélices, etc...
  • Después el alumnado, distribuido en grupos, se repartió las tareas: mientras unos diseñaban y construían la máquina del tren, otros pulían y cortaban materiales, montaban las vías o probaban los motores.
  • Al hacer los primeros diseños, nos dábamos cuenta de algunos errores o aspectos que se podían mejorar, y nos poníamos manos a la obra.


La experiencia ha sido realmente enriquecedora para tod@s, 
pues TOD@S hemos aprendido gracias al desarrollo de este proyecto.


Profesor: Ramón María Palacios Leytón








martes, 9 de abril de 2019

ESTABILIDAD EN TRENES MAGLEV


Como ya explicamos en entradas anteriores, los trenes tipo Maglev o de levitación magnética tienen la capacidad de permanecer suspendidos en el aire gracias a la fuerza de repulsión que ejercen los electroimanes que generan campos electromagnéticos orientados hacia el mismo signo para generar una fuerza opuesta y de empuje, lo que permite que permanezcan levitando y que haya rozamiento cero con las vías del tren. 
Pero...¿cómo conseguir que ese tren no se salga de las vías al no estar encarrilados en ellas y no existir barreras de sujeción ni nada por el estilo?


Los alumnos de primer curso del ciclo de grado superior Sistemas electrotécnicos y Automatizados y de primer curso del ciclo de grado medio Instalaciones de Telecomunicaciones han estado investigando acerca de esta importante cuestión. Estos son los resultados:






Principio de guía lateral

  • Los trenes Maglev necesitan, además del sistema de levitación magnética un sistema  de guía lateral que asegure que no roce el carril guía como consecuencia de perturbaciones externas que puedan sufrir. 

  • La suspensión en el aire se alcanza mediante un juego de fuerzas magnéticas, en el que el tren se mueve sobre un raíl de acero gracias a los electroimanes que tiene adosados en la parte inferior. 

  • El método se denomina suspensión electromagnética y requiere que el tren siempre se encuentre a la misma distancia del raíl, aproximadamente unos 15 milímetros, para evitar desestabilizar el campo gravitatorio, una incidencia que previenen los sistemas de control electrónico.  

  • En la suspensión EMS, se instalan unos imanes en los laterales del tren los cuales a diferencia de los ubicados para permitir al tren levitar y moverse, solamente  actúan cuando este se desplace lateralmente, ejerciendo fuerzas de atracción del lado que más se aleje de la vía. 

  • En el sistema EDS son los superconductores y las bobinas de levitación los encargados del guiado lateral del tren. Las bobinas de levitación están conectadas por debajo  del carril-guía formando un lazo. 

  • Hay varios métodos para evitar que un tren de levitación magnética descarrile. En las curvas se evita que descarrile incorporando imanes verticales en los extremos de las vías mediante un juego de fuerzas magnéticas o haciendo que el extremo del tren pase por debajo de la vía siendo imposible que descarrile. 


Profesor: Ramón María Palacios Leytón
Alumnado: primer curso del ciclo de grado superior Sistemas electrotécnicos y automatizados y de primer curso del ciclo de grado medio Instalaciones de telecomunicaciones.