Slik fungerer svevetogene

Magnetisk levitasjon høres ut som science fiction. Vi har sett nærmere på teknologien i togene som kanskje kommer til Skandinavia.

Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.

Lyst til å lese mer? Få fri tilgang, ny og bedre forside og annonsefritt nettsted for kun 49,- i måneden.
Prøv én måned gratis Les mer om Tek Ekstra

Denne saken er tidligere publisert, men republisert til glede for nye lesere.

En interessegruppe bestående av skandinaviske forskere og ingeniører jobber for tiden med å få til lynraske svevetog mellom de største byene i Skandinavia – tog som svever i løse luften takket være et kraftig magnetfelt og som kjører med hastigheter på rundt 500 kilometer i timen. Verdensrekorden for denne typen tog er over 600 kilometer i timen.

Men hvordan er det egentlig disse togene fungerer, og hvordan klarer de å oppnå så høye hastigheter? Og bruker de ikke mye strøm? I denne artikkelen skal vi se nærmere på disse såkalte maglev-togene, hva som er forskjellen på de tyske og de japanske togene – og hvordan svevetog er sammenlignet med tradisjonelle skinnegående høyhastighetstog – såkalte HSR-tog. 

Magnetisk levitasjon

Magneter holder toget i riktig posisjon.
Magneter holder toget i riktig posisjon. Foto: Transrapid

Maglev står for Magnetisk Levitasjon, og som det fremgår av navnet baserer systemet seg på at hele toget løftes opp fra skinnegangen ved hjelp av kraftige magneter – rundt 10 centimeter. De samme magnetene skyver eller trekker også toget fremover – avhengig av hva slags teknologi som brukes.

Kraftige magneter holder toget svevende samtidig som magneter også driver toget fremover. .
Kraftige magneter holder toget svevende samtidig som magneter også driver toget fremover. Illlustrasjon: Den Skandinaviske Magnettogs Gruppe

Prinsippet er som i en vanlig elektromotor, som har en fast stator og en roterende rotor. Statoren er magneter – ofte elektromagneter – som befinner seg rundt kanten av motoren, mens rotoren sitter i midten og har permanente magneter eller elektromagneter. Ved å vekselvis endre polariteten til magnetene i statoren vil stators magnetfelt rotere – slik at rotoren også begynner å rotere. I en lineær elektromotor – som er det som benyttes i maglev-tog – er det ingen rotor, og statorene befinner seg langs en akse. I svevetogenes tilfelle er dette skinnegangen. 

Det som tilsvarer rotoren i en vanlig elektromotor er elektromagneter i selve togsettet. Så brukes vekselstrøm for å skape et bevegelig magnetfelt som sørger for å skyve toget fremover uten at det er i berøring med skinnene. Farten til toget endres trinnløst ved å variere frekvensen til vekselstrømmen. 

Det er en del ulike varianter av svevetog på markedet, og mens maglev-togene som brukes i Japan starter på skinner fordi det krever en viss hastighet før man oppnår tilstrekkelig løftekraft, er andre svevetog svevende helt fra start. Noen tog bruker magnetisk frastøting for å bevege toget fremover, mens andre igjen bruker magnetisk tiltrekking. Den løsningen som antagelig er mest aktuell for Skandinavia er det tyske Transrapid-systemet, som benytter magnetisk tiltrekking for å bevege toget.

Hastigheten på toget kan varieres ved å endre frekvensen til vekselstrømmen som driver motoren.
Hastigheten på toget kan varieres ved å endre frekvensen til vekselstrømmen som driver motoren. Foto: Transrapid

Det er kun strøm på de delene av skinnegangen hvor toget kjører, det gjør løsningen mer energieffektiv. Faktisk brukes det mindre energi på å få toget til å sveve enn til å operere air conditioning-systemet ombord.  

Så hvordan bremser man? Det gjøres ganske enkelt ved å reversere retningen på det bevegelige magnetfeltet. Energien fra bremsingen kan brukes på nytt når toget skal skyte fart igjen.

Verdens første svevetog

De første patentene for togsystemer basert på lineære elektromotorer dukket opp allerede tidlig på 1900-tallet, og sent på 40-tallet utviklet den britiske ingeniøren Eric Laithwaite den første fullskalamodellen av en lineær induksjonsmotor.

På 70-tallet fant Laithwaite frem til en måte å ordne magnetene på slik at én enkelt lineær motor kunne både gi løftekraft og samtidig skyv fremover. Han jobbet da for The British Rail Research Division, hvor systemet etter hvert ble videreutviklet. Det første kommersielle maglev-toget ble åpnet i 1984 i Birmingham i England, og transporterte mennesker mellom jernbanestasjonen og flyplassen i Birmingham med en hastighet på beskjedne 42 kilometer i timen. I 1995 ble imidlertid jernbanen stengt fordi det var upålitelig.  

Prototyp på aérotrain – et svevetog basert på luftpute-prinsippet.
Prototyp på aérotrain – et svevetog basert på luftpute-prinsippet. Foto: «Aerotrain». Lisensiert under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aerotrain.jpg#/media/File:Aerotrain.jpg

Det har også vært gjort forsøk med svevetog basert på luft i stedet for magnetisme. Aérotrain var et svevetog utviklet i Frankrike mellom 1965 og 1977, som ble droppet på grunn av mangel på finansiering og at Frankrike i stedet valgte å satse på TGV-togene. Aérotrain gikk på skinner som ligner de som brukes på maglev-tog, men toget svevet på en luftpute i stedet for på et magnetfelt.

Svevetog har blitt biligere

Høye kostnader har ofte blitt brukt som argument mot svevetog.

Ole Rasmussen er prosjektleder for interessegruppen som ønsker å bygge svevetog i Skandinavia, og han forteller til Tek.no at svevetog er blitt mye billigere å bygge enn de svevetogene som brukes i Japan. Det japanske systemet er altfor dyrt til at det kan benyttes mellom «små» byer som Oslo og København, det kreves byer med mer enn fem millioner innbyggere for at det skal være økonomisk forsvarlig å bygge disse togene. 

Rasmussen og hans gruppe mener de skandinaviske landene bør gå sammen om å bygge en svevetogbane basert på et tysk maglev-tog som produseres av Transrapid International, som er et selskap som eies av ThyssenKrup. 

Han forteller at et svevetog av denne typen vil koste det samme å bygge som et skinnegående høyhastighetstog, et såkalt HSR-tog (High Speed Rail).

Ole Rasmussen (til venstre) er leder for prosjektet, mens Mattias Svederberg er teknisk sjef.
Ole Rasmussen (til venstre) er prosjektutviklings-leder for Norge og Danmark, mens Mattias Svederberg er prosjektutviklings-leder for Sverige, og teknisk sjef generelt.

– Men svevetog blir billigere ved lange strekninger, da fabrikkene som bygger betongelementene kan bli store og supereffektive. Under en svevetogbane kan man også gå, sykle eller kjøre fritt, det betyr at der jord er dyrt blir svevetog billigere enn HSR, siden det ikke skal eksproprieres dyre jordarealer.

Beregninger fra Sverige viser at totalkostnaden for banen mellom København og Oslo vil bli på 95-135 milliarder svenske kroner – det vil si 85 - 121 milliarder norske kroner.  Terrenget skal være godt egnet til denne typen banekonstruksjoner, noe som betyr et forholdsvis lavt kostnadsnivå. 

En lignende type svevetog som planlegges i Skandinavia vil også bli bygget fra flyplassen i Orlando til Orange County Convention Center, og hvis alt går etter planen starter byggingen allerede juli i år. Det skriver Bizjournals.com. Mens de japanske maglev-togene starter på skinner og så begynner å sveve når det kommer opp i fart, vil både Transrapid-toget og toget som planlegges i Orlando sveve helt fra start. Begge har noenlunde samme teknologi, men togene som planlegges i Orlando opererer med hastigheter på mellom 100 og 160 kilometer i timen, mens Transrapid TR09-toget opererer fra 300 til 500 kilometer i timen. 

Maglev-togene akselererer mange ganger raskere enn vanlige hurtigtog. Les mer om dette om om planene for utbygging i Skandinavia på neste side »

Gå til side

Norges beste mobilabonnement

August 2017

Kåret av Tek-redaksjonen

Jeg bruker lite data:

Komplett MiniFlex 1 GB


Jeg bruker middels mye data:

Chili Medium 5 GB


Jeg bruker mye data:

Komplett Maxiflex 12 GB


Jeg er superbruker:

Komplett Megaflex 30 GB


Finn billigste abonnement i vår mobilkalkulator

Her er noen av sakene du kan lese på Ekstra i dag:

Til toppen