Magnetschwebebahn: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 25. März 2012, 11:15 Uhr

Definition

Die Magnetschwebebahn ist ein im Laufe der Jahre immer weiter entwickeltes Verkehrsmittel, welches, je nach Modell, bis zu 581 km/h schnell fahren kann. Bereits 1914 wurde die erste Magnetschwebebahn von Emile Bachelet vorgestellt. Damals fuhr sie 300 Meilen pro Stunde.

Ein Hauptfaktor, um solche Geschwindigkeiten zu erreichen, ist die Funktionsweise einer solchen Bahn.

Sie "gleitet" 10mm über den Schienen, antstatt auf Rädern zu rollen und erzeugt somit keine Reibung.

Funktionsweise

Die Magnetschwebebahn funktioniert, wie ihr Name schon sagt, mit Magneten.

Dabei gibt es einen Tragmagneten, einen Führungsmagneten und einen Stator([1]).

Die Führmagnete befinden sich seitlich in der Spur, die Tragmagnete unten.

Die Tragmagnete ziehen sich an Stahlblechpakete, die sich an der Unterseite der Schiene befinden heran. Dadurch kommt die Bahn ins Schweben. Hierbei sorgt eine Steuerelektronik für ein andauernder Abstand von 15 cm, sodass der Zug nicht an den Schienen 'festklebt'.

Bei den sich seitlich befindenden Magneten, sorgt Elektronik für einen konstanten Seitenabstand von 10 mm. Dieses elektromagnetische Antriebssystem wird durch Lineargeneratoren mit Strom versorgt.

Langstator Linearmotoren treiben die Magnetschwebebahn an.

Um sie in Bewegung zu setzen, wird immer genau an der Stelle, an der sich der Zug gerade befindet, Drehstrom in Spulen im Fahrweg geleitet. Dabei entsteht ein wanderendes Magnetfeld (Wanderfeld), das die Tragmagnete mit sich zieht (wie ein rotierender Elektromotor). Sobald man die Kräfte Richtung des Motors ändert ( Generator) wirkt dieser als Bremse. Zudem müssen mehrere Systeme an Board des Zugs immer zu die genaue Position des Zugs auf der Strecke an einen Leitstand senden, damit das Wanderfeld auch wirklich den Zug zieht.

Der Vorteil :

Durch dieses System ist die Magnetschwebebahn ein sehr kostengünstiges Transportmittel, da man die Strecke nur an der Stelle mit Strom versorgen muss, an der sich die Bahn gerade aufhält.

Außerdem kann man die Stromleistung dem Relief anpassen. Wenn es Bergauf geht, fügt man nur an dieser Stelle etwas mehr Leistung hinzu.

Versuch zur Funktionsweise einer Magnetschwebebahn

Versuchsprotukoll

Material

• 2 Eisenkerne
• 2 Spulen
• 2 Netzgeräte
• 6 Vebindungskabel
• 2 Steckkontakte
• 1 Messgerät

Aufbau

Wir haben die Spulen auf die Steckkontake gesteckt und die Eisenkerne in die Spulen geschoben. Diese haben wir mit hilfe der Kabel verbunden und an die Netzgeräte und das Messgerät angeschlossen. Mit hilfe des Messgerätes messen wir die Stromstärke die wir benötigen damit sich die Magnete abstoßen.

Durchführung

Zuerst haben wir alle Kabel mit den Messgeräten und den strommessgeräten verbunden. Die Magnete, die in den Spulen stecken, hatten einen Abstand von 5 mm. Es waren Nord- und Südpol gegenüber, aber so das sie sich nicht angezogen haben. Nachdem wir den Strom angeschlossen hatten haben wir beobachtet wie sich die magnete abgestoßen haben, da sie sich durch den fließenden Strom nicht mehr angezogen haben. Am Ende haben wir mit Hilfe eines Magnetstärkengerätes herrausgefunden wie doll sich unsere Magneten abstoßen.

Beobachtung

Durch den Strom haben sich die Magneten abgestoßen, obwohl sie sich am Anfang durch den Nord- und Südpol angezogen hatte. Wir haben mit verschiedenen Stromgößen geguckt wie viel Kraft man benötigt damit sie sich immer näher kommen. Umso Höher die Stromstärke, desto mehr Kraft brauch man damit sich die Magneten iheren Abstand verringern.

Ergebniss

Stromstärke: Ziehkraft:

Der Link zum Viedo des Versuches

Im Video wird noch mal erklärt wie die einzelnen Schritte ablaufen. Das Ergebnis wird auch gezeigt!

Vorteile

• Die Magnetsschwebebahn kann weit höhere Geschwindigkeiten als ein normaler Hochgeschwindigkeitszug aufnehmen. Das liegt an einem auf Induktion basierenden Aufbau.
  Dabei wird der Zug durch ein sich unter dem Zug befindenden Magnetfeld dazu gebracht sich immer weiterzubewegen beziehungsweise nicht auf der Stelle zu stehen.

• Bei der Magnetschwebebahn sind keine verschleißbaren und wartungsintensiven Teile wie Räder oder Achsen vorhanden. Dadurch entfallen viele Kosten, da nur wenige Erneuerungen nötig sind.

• Magnetschwebebahnen benötigen für ihren Betrieb nur Strom, der die Elektromagneten speist. Dadurch ist die Magnetschwebebahn größtenteils emissionsfrei und kann mit ausgereifter Technologie eine umweltfreundliche Alternative sein.

• Da der Abstand von Schiene und Zug aufgrund der Elektromagneten in der Trasse immer auf mindestens 10 Millimeter gehalten wird ist mit einer hohen Wahrscheinlichkeit garantiert, dass der Zug nicht entgleist. Das bedeutet,dass diese System genauso sicher wenn nicht sicherer ist als herkömmliche Züge.

Nachteile

• Die Schienen derMagnerschwebebahn müssen im Winter oft geräumt werden, da aufgrund der hohen Geschwindigkeit einen hohe Entgleisungsgefahr bei Gegenständen oder Schnee auf der Fahrtrasse besteht.

• Die Magnetschwebebahn braucht ein jederzeit anwesendes Magnetfeld, auf welchem sie schwebt. Dadurch ist ein hoher Energieaufwand nötig.

• Aufgrund des großen Bedarfs an Strom ist der Betrieb einer Magnetschwebebahn relativ kostenauffändig. Das gleicht die beim nicht vorhanden Verschleiß wegfallenden Kosten aus.

Geschichte

• London 1914: Emile Bachelet(Franzose) entwickelte die erste Schwebebahn. Der Zweck war, dadurch, dass keine Räder, Gleise und Motor benötigt werden und somit keine Reibung und Vibration enstehen. Dadurch fuhr diese Bahn bis zu 300 Meilen pro Stunde.
• Deutsches Reich 1934: Hermann Keimper erhielt das Patent für die elektromagnetische Schwebebahn. Der Bau einer Versuchsstrecke wurde wegen des zweiten Weltkriegs nicht durchgeführt.
• München 1971: Der Versuchszug Transrapid 02 wird präsentiert.
• BRD 1973: Physiker Götz Heidelberg und Professor Herbert Weh forschten auf diesem Gebiet weiter.
• Hamburg 1979: Die weltweit erste für den Personenverkehr zugelassene Magnetschwebebahn wurde entwickelt.
• Berlin 1983: Die 1,6km lange Magnetbahn wurde in Betrieb genommen.
• Emsland 1984: Die Transrapid-Versuchsanlage wurde eröffnet.
• München 2008: Die in Deutschland geplante Strecke wurde aus Kostengründen aufgegeben.