Kereta MAGLEV

 Pengertian Magnetic Levitation

Magnetik Levitation (Maglev) adalah singkatan dari Magnetically Levitated Trains  yang dalam terjemahan bebasnya adalah kereta api yang mengambang secara magnetis. Sering juga disebut kerta api magnet. Secara sederhana, kereta maglev adalah kereta tanpa roda yang menggunakan tenaga magnet untuk melayang, menggerakkan, dan mengontrol jalannya kereta. Kereta dengan teknologi itu sangat mungkin menggantikan transportasi massa dengan kecepatan yang tinggi, percepatan besar, efisiensi energi yang tinggi, dan ramah lingkungan.

Gambar  Kereta Maglev

Ada 3 komponen yang digunakan untuk membangun MAGLEV
1.Sumber daya listrik yang besar
2.Koil Besi yang akan di gunakan sebagai rel untuk melintas di atasnya
3.Magnet yang besar yang di pasang di bawah kereta untuk menempel pada rel.

  Teknologi Maglev

Ada tiga jenis teknologi maglev:

v  Yang tergantung pada magnet superkonduktivitas (suspensi elektrodinamik) (japan)

v  Yang tergantung pada elektromagnetik terkontrol (suspensi elektromagnetik) (German)

v  Yang terbaru, mungkin lebih ekonomis, menggunakan magnet permanen (Inductrack)

Jerman dan Jepang sama-sama mengembangkan teknologi kereta maglev, dan keduanya saat ini sedang menguji prototipe kereta mereka. (Perusahaan Jerman "Transrapid Internasional" juga memiliki kereta dalam penggunaan komersial . Meskipun berdasarkan konsep serupa, kereta Jerman dan Jepang memiliki perbedaan yang jelas. Di Jerman, insinyur telah mengembangkan suspensi elektromagnetik (EMS) sistem, yang disebut Transrapid. Dalam sistem ini, bagian bawah kereta membungkus di sekitar guideway baja. Elektromagnet melekat pada kereta undercarriage diarahkan ke arah guideway, yang melayang kereta sekitar 1/3 dari satu inci (1 cm) di atas relnya dan menjaga kereta levitated bahkan ketika itu tidak bergerak. Magnet bimbingan lainnya yang terdapat dalam tubuh kereta tetap stabil.

Jepang dan Jerman merupakan dua negara yang aktif dalam pengembangan teknologi maglev menghasilkan banyak pendekatan dan desain. Dalam suatu desain, kereta dapat diangkat oleh gaya tolak magnet dan dapat melaju dengan motor linear. Pengangkatan magnetik murni menggunakan elektromagnet atau magnet permanen tidak stabil karena teori Earnshaw; Diamagnetik dan magnet superkonduktivitas dapat menopang maglev dengan stabil.

Berat dari elektromagnet besar juga merupakan isu utama dalam desain. Medan magnet yang sangat kuat dibutuhkan untuk mengangkat kereta yang berat. Efek dari medan magnetik yang kuat tidak diketahui banyak. Oleh karena itu untuk keamanan penumpang, pelindungan dibutuhkan, yang dapat menambah berat kereta. Konsepnya mudah namun teknik dan desainnya kompleks

Sistem yang lebih baru dan tidak terlalu mahal disebut Inductrack. Teknik ini memiliki kemampuan membawa beban yang berhubungan dengan kecepatan kendaraan, karena ia tergantung kepada arus yang diinduksi pada sekumpulan elektromagnetik pasif oleh magnet permanen. Dalam contoh, magnet permanen berada di gerbong; secara horizontal untuk menciptakan daya angkat, dan secara vertikal untuk memberikan kestabilan. Sekumpulan kabel putar berada di rel. Magnet dan gerbong tidak membutuhkan tenaga, kecuali untuk pergerakan gerbong. Inductrack pada awalnya dikembangkan sebagai motor magnetik dan penopang untuk "flywheel" untuk menyimpan tenaga. Dengan sedikit perubahan, penopang ini diluruskan menjadi jalur lurus. Inductrack dikembangkan oleh fisikawan Wiliiam Post di Lawrence Livermore National Laboratory.

Inductrack menggunakan array Halbach untuk penstabilan. Array Halbach adalah pengaturan dari magnet permanen yang menstabilisasikan putaran kabel yang bergerak tanpa penstabilan elektronik. Array Halback mulanya dikembangkan untuk pembimbing sinar dari percepatan partikel. Mereka juga memiliki medan magnet di pinggir rel, dan mengurangi efek potensial bagi penumpang.

                              

Gambar  Teknologi Maglev

Perbedaan mendasar antara MAGLEV dengan kereta konvensional biasa adalah
1.Maglev tidak memiliki mesin seperti kereta konvensional biasanya yang
menggunakan mesin untuk membuat bergerak.
2.Maglev tidak menggunakan bahan bakar untuk bergerak tetapi
menggunakan magnetic rel.
3.Maglev tidak menggunakan mesin.

 Maglev dan Hukum Lenz

Maglev atau "levitasi magnet" adalah teknik mengangkat objek menggunakan prinsip magnet dalam fisika dasar. Dua kutub magnet yang sama (misalnya, utara-utara atau selatan-selatan) akan tolak-menolak. Sedangkan dua kutub magnet yang berlainan, yaitu utara dan selatan, akan tarik-menarik. Secara umum, pengembangan teknologi maglev bisa dikategorikan dalam dua prinsip itu, yakni gaya tarik dan gaya tolak magnet. Eksplorasi teknik tersebut dipelopori dua negara maju, yaitu Jerman dan Jepang. Jerman menggunakan EMS (sistem suspensi elektromagnetik) dan Jepang menggunakan EDS (sistem suspensi elektrodinamis). EMS menggunakan prinsip gaya tarik magnet, sedangkan EDS menggunakan gaya tolak magnet.

Tentunya, sangat tidak efisien kereta membawa batang magnet yang berkekuatan besar yang nanti digunakan untuk mengangkat kereta tersebut. Karena itu, kita harus berterima kasih kepada fisikawan berkebangsaan Estonia, Lenz. Fisikawan yang hidup pada 1804-1865 itu berhasil menjelaskan fenomena magnetisme dan merumuskannya dalam sebuah hukum yang terkenal dengan nama hukum Lenz.

Hukum tersebut menyatakan, perubahan fluks magnet dalam ruang yang dikelilingi sistem kawat yang membentuk kumparan tertutup akan mengakibatkan terciptanya medan magnet yang melawan perubahan fluks magnet dalam sitem itu. Hal tersebut terjadi karena alam, dalam hal ini kumparan tertutup itu, ingin mempertahankan kondisi awal fluks magnet yang dimiliki ruang dalam lingkaran kawat tertutup tersebut. Hukum itu juga sering disebut kelembaman magnetik. Hukum tersebut kemudian digunakan menciptakan medan magnet yang cukup besar. Medan magnet itu diperhadapkan dengan medan magnet lain yang akan menciptakan gaya tarik, jika kedua kutub magnet yang berhadapan berlawanan arah atau gaya tolak jika kedua kutub magnet tersebut.

 Prinsip Kerja Maglev

Seperti namanya, prinsip dari kereta api ini adalah memanfaatkan gaya angkat magnetik pada relnya sehingga terangkat sedikit ke atas, kemudian gaya dorong dihasilkan oleh motor induksi Linear. Kereta ini mampu melaju dengan kecepatan sampai 650 km/jam jauh lebih cepat dari kereta biasa. Kereta Maglev mengambang kurang lebih 10 mm di atas rel magnetiknya. Dorongan ke depan dilakukan melalui interaksi antara rel magnetik dengan mesin induksi yang juga menghasilkan medan magnetik di dalam kereta (lihat gambar).

                                                                                                                                 

Gambar  Prinsip Kerja Maglev

Kumparan magnet berjalan di sepanjang trek, disebut guideway, repels magnet besar di kereta bawah mobil, yang memungkinkan kereta untuk melayang antara 0,39 dan 3,93 inci  (1 sampai 10 cm) di atas relnya. Setelah kereta yang levitated, listrik dipasok ke kumparan di dalam dinding guideway untuk menciptakan sebuah sistem unik medan magnet yang menarik dan mendorong kereta sepanjang guideway. Arus listrik yang dipasok ke kumparan di dinding guideway terus bolak mengubah polaritas kumparan magnet. Perubahan polaritas menyebabkan medan magnet di depan kereta untuk menarik kendaraan ke depan, sementara medan magnet di belakang kereta menambahkan dorongan lebih maju.

Gambar.  Komponen Maglev

Kereta Maglev mengapung di atas bantalan udara, menghilangkan gesekan. Kurangnya gesekan dan desain aerodinamis kereta 'mengizinkan kereta api untuk mencapai kecepatan transportasi darat belum pernah terjadi sebelumnya lebih dari 310 mph (500 kph), atau dua kali lebih cepat sebagai kereta komuter tercepat Amtrak. Sebagai perbandingan, sebuah pesawat Boeing 777-komersial yang digunakan untuk penerbangan jarak jauh dapat mencapai kecepatan tertinggi 562 mph sekitar (905 kph). Pengembang mengatakan bahwa maglev kereta akhirnya akan menghubungkan kota-kota yang hingga 1.000 mil (1.609 km) terpisah. Pada 310 mph, Anda bisa melakukan perjalanan dari Paris ke Roma hanya dalam waktu dua jam.

Kereta maglev bisa bergerak di karenakan di bagian bawah masing-masing kaki kereta maglev ada 2 bagian magnet yaitu magnet penyokong (support magnet) adalah magnet yang menarik kereta agar mengambang dan menggerakkannya sedangkan di bagian sisi-sisinya adalah magnet penuntun (guidance magnet) menjaga kereta tetap di jalur rel. Magnet penyokong dan penuntun ini di pasang pada kedua sisi sepanjang kaki kereta dan sistem kontrol elektronik memastikan kereta melayang di ketinggian 10mm dengan stabil.

Gambar.  karakteristik Maglev

Kereta maglev ketika bergerak dan mengerem di kendalikan oleh sistem *SLLMotor. Motor ini tidak terdapat dalam kereta maglev melainkan di relnya sendiri. fungsinya sama seperti seperti motor rotasi elektronik yg umum hanya saja lilitan dari motor di rubah menjadi bagian dari rel sementara magnet dari motor menjadi bagian dari kereta magnet. Medan magnetik yg menggerakkan kereta magnet dihasilkan oleh lilitan di rel.

kereta maglev saat berpindah jalur rel menggunakan sistem perpindahan jalur rel baja yang bisa melengkung **(bendable steel switches system). Pada saat menikung kereta maglev bisa mencapai kecepatan 200km/jam dan 300-400km/jam ketika bergerak lurus. 

Gambar. Jalur Maglev 

Fungsi sistem kontrol (kontrol room) adalah menjaga keselamatan kereta-kereta maglev, mengatur perpindahan jalur rel dll. Kereta maglev berkomunikasi dengan sistem kontrol melalui sistem komunikasi radio. Sistem komunikasi ini dilakukan secara otomatis yg terpasang pada sistem rel dan kereta maglev. Sistem radio memberikan informasi lokasi kereta magnet dan mengaktifkan rel yg akan dan sedang dilalui kereta maglev.

Teknologi maglev ini menyebabkan kereta maglev bisa beroperasi dalam kecepatan 300-400km/jam. Dalam uji coba di Jepang, JR-Maglev Kereta maglev tercepat dunia dengan kecepatan resmi, 581 km/jam (2003, Guiness World Record). Penggunaan energi kereta maglev lebih rendah dari kereta api/listrik, 3x lebih hemat dari mobil dan 5x lebih hemat dari pesawat terbang .Lebih dari itu kereta maglev tidak berisik dan berguncang karena tidak ada suspensi apalagi roda. Perawatan yang murah dan konsumsi energi yang hemat dibanding kereta api/listrik menjadi faktor penting bagi pertumbuhan ekonomi. Kereta maglev terdiri dari 2 gerbong minimal dan tergantung dari jumlah penumpang maksimal bisa 10 gerbong. Kereta maglev bisa juga sebagai kereta kargo dengan kapasitas seberat 15ton/gerbong.

Kelebihan dan Kekurangan Maglev

Kelebihan utama dari kereta ini adalah kemampuannya yang bisa melayang di atas rel, sehingga tidak menimbulkan gesekan. Konsekuensinya, secara teoritis tidak akan ada penggantian rel atau roda kereta karena tidak akan ada yang aus (biaya perawatan dapat dihemat). Keuntungan sampingan lainnya adalah tidak ada gaya resistansi akibat gesekan. Gaya resistansi udara tentunya masih ada. Untuk itu dikembangkan lagi Kereta Maglev yang lebih aerodinamis

Dikarenakan bentuk dan kecepatan kereta yang fantastis ini, kebisingan (suara) yang ditimbulkan disaat kereta ini bergerak hampir sama dengan sebuah pesawat jet, dan di perhitungkan lebih mengganggu daripada kereta konvensional. Sebuah studi membuktikan suara yang ditimbulkan oleh kereta meglev dengan kereta konvensional biasa lebih bising sekitar 5dB yaitu 78% nya. Kekurangan lain kereta ini adalah di mahalnya investasi terutama pengadaan relnya.

Beberapa Kecelakaan dan Insiden

Pada 11 Agustus 2006 terjadi kebakaran di kereta Transrapid di Shanghai, beberapa saat setelah meninggalkan terminal di Longyang. Peristiwa kebakaran ini merupakan yang pertama pada sebuah trayek komersial.

Pada tanggal 22 September 2006 sebuah kereta Transrapid layang menabrak sebuah gerbong pemeliharaan di Lathen (Emsland, Sachsen Hilir, Jerman). Kecelakaan ini menewaskan 23 jiwa dan sepuluh orang luka-luka. Kecelakaan Maglev ini merupakan yang pertama di mana ada korban jiwa.