Applicazione configurazione Halbach nei treni a levitazione magnetica

L’obiettivo della presente relazione è discutere dell’impiego della configurazione Halbach all’interno degli schemi magnetici, comprensivi di sistemi di levitazione e propulsione, che garantiscono il funzionamento dei treni a levitazione magnetica. Si decide di dividere la relazione in due parti: la prima dedicata allo studio degli schemi che presentano magneti classici (magneti permanenti ed elettromagneti), mentre la seconda dedicata all’utilizzo dei superconduttori ad alta temperatura. Dopo aver spiegato il funzionamento della configurazione Halbach e descritto il campo di induzione magnetica generato, vengono prima introdotti i motori lineari impiegati per garantire il movimento del veicolo e successivamente vengono descritti gli schemi magnetici a sospensione elettrodinamica, a sospensione elettromagnetica e a sospensione generata da magneti permanenti, con le relative differenze ed esempi di applicazioni. Viene riportata e discussa una configurazione innovativa, ideata in Cina, che prevede l’ausilio sia di magneti permanenti, disposti secondo configurazione Halbach, che di elettromagneti, in grado di garantire una migliore efficienza. Nella seconda parte della relazione, dopo aver introdotto i superconduttori e le loro caratteristiche principali, viene descritta la forza di levitazione e di guida tipica dei treni a levitazione con l’ausilio di superconduttori ad alta temperatura e di magneti permanenti sulla base della rotaia (denominata nel testo “guida”), identificando le differenze con i casi trattati nella prima parte della relazione. Viene inoltre discusso come la microstruttura e la differente disposizione di magneti permanenti influenza i valori delle forze, così come anche le performance di tali veicoli. Nella conclusione viene riportato come ad oggi lo schema magnetico che presenta superconduttori sia il più stabile, ma allo stesso tempo quello con i più elevati costi di realizzazione. Inoltre, vengono discussi i motivi per cui l’utilizzo dei treni a levitazione magnetica è ridotto ancora oggi.