A. Magnetic LevitationMagnetic leviatation merupakan sebuah
metode yang digunakan untuk membuat sebuah objek melayang di udara
tanpa bantuan selain medan magnet. Medan ini digunakan untuk
menolak atau meniadakan gaya tarik gravitasi.Kereta magnetic
levitatation ini melayang sekitar 10 cm -15 cm di atas relnya. Hal
ini menyebabkan tidak adanya gaya gesek antara rel dengan kereta
yang dapat menghambat pergerakan kereta sehingga kereta dapat
melaju dengan cepat mencapai 500 km/jam (310 mph).B. System Kerja
Magnetic LevitationSistem Maglev memiliki tiga kompenen utama
yaitu:1. Sumber daya listrik2. Kumparan logam 3. GuidewaySystem
kerja Magnetic Levitation memanfaatkan 2 prinsip magnet yaitu gaya
tarik magnet dan gaya tolak magnet. Ada dua buah system kerja dari
maglev ini sehingga ia dapat mengambang atau melayang di atas rel
nya yaitu: Electromagnetic Suspension (EMS) dan Electrodinamic
Suspension (EDS) Pada saat sekarang ini ada sebuah system baru yang
sedang dikembangkan yaitu system Inductrack, yaitu menggunakan
magnet tetap, namun cara ini belum diterapkan. Yang banyak
dikembangkan dan digunakan saat ini yaitu system EDS karena lebih
stabil, sehingga disini system EDS akan dibahas lebih rinci.
1. Electromagnetic Suspension (EMS) System kerja dari
Electromagnetic Suspension (EMS) memanfaatkan gaya tarik magnet.
Dimana bagian-bagian pada rel kereta yaitu beam (balok rel) dan
levitations rails yang merupakan bagian rel penuntun. Bagian-bagian
pada gerbong kereta yaitu support magnet (magnet pendukung),
guidance magnets (magnet penuntun),dan vehicle ( gerbonh kereta).
Antara rel dengan gerbong terdapat air gap vertical dan air gap
horizontal. (Hamid.2012)
Gambar 8. Schematic diagram of EMS Maglev systemSumber:
Yaghoubi, Hamid.2012. Practical Aplications Of Magnetic Levitation
Tecnologi. Iran: IMT.Pada Electromagnetic suspension (EMS) magnet
berada pada badan kereta. Electromagnet pada badan kereta
berintekasi dan menarik levitation rails pada guideway (jalur
pemandu), hal ini mempertahankan posisi kereta secara horizontal.
Electromagnet pada bagian bawah kereta dipasang mengarah langsung
ke jalur pemandu, yang mengambangkan kereta sekitar 1 cm di atas
jalur pemandu dan menjaga kereta agar tetap mengambang bahkan di
saat kereta tidak bergerak. Saat bergerak dorongan kedepan
didapatkan melalui interaksi antara rel magnetic dengan mesin
induksi. Namun cara ini kurang stabil sehingga jarak antara rel
dengan gerbong harus selalu di control kerena ketika daya magnet
berkurang gerbong dapat turun dan menabrak rel. (Hamid.2012)
Gambar 9. Maglev Train dengan EMS sistemSumber:
http://ilmumum.blogspot.comMagnetic Levitation Train dengan system
EMS ini dikembangkan di Negara Jerman. 2. Electrodinamic Suspension
(EDS)EDS (electrodinamik suspension) memanfaatkan gaya tolak
magnet. System ini menggunakan magnet superkonduktor.
Superkonduktor memiliki sifat yang menarik yaitu sifat Efek
Meissner, yaitu efek pada bahan superkonduktor yang berada dibawah
suhu kritisnya(Tc). Bahan superkonduktor menjadi bagian pada badan
kereta sedangkan magnet terdapat pada relnya. Sistem EDS ini
menggunakan nitrogen cair yang digunakan untuk mendinginkan bahan
superkonduktor sehingga bahan superkonduktor mencapai suhu di bawah
suhu kritis (Tc). Pada saat suhu bahan superkonduktor berada
dibawah suhu kritisnya, maka bahan superkonduktor akan memiliki
resistansi nol (0) dan akan menolak medan magnet disekitarnya
Gambar 10. Electrodinamik Suspension
Systemhttp://maglevworld.wordpress.comPada gerbong kereta bagian
bawah terdapa Levitation Magnets yang berhadapan dengan magnet yang
terdapat pada rel, magnet ini saling tolak-menolak sehingga membuat
kereta melayang di atas relnya.Hamid (2012) menyatakan: pada bagian
rel kereta terdapat beam sebagai dinding pemandu, levitation and
guidance coil (kumparan penuntun kereta), propulsion coil (kumparan
penggerak kereta) dan wheel support path (bagian rel
pendukung).
Gambar 11. Schematic diagram of EDS Maglev systemYaghoubi,
Hamid.2012. Practical Aplications Of Magnetic Levitation Tecnologi.
Iran: IMT.Pada saat diam kereta magnet ini tidak melayang di atas
rel melainkan diam berdiri di atas rel nya. Saat akan bergerak
magnet superkonduktor dinyalakan, kemudian kereta mulai mengambang
sekitar 100 mm di atas rel. Magnet superkonduktor mengatur posisi
kereta agar tepat berada di tengah jalur giudeaway nya kemudian
computer pada sisitem control mengunci posisi kereta dan
mengstabilkan magnet superkonduktor agar posisi kereta tidak
berubah. Kemudian daya listrik diberikan ke kumparan dalam
dinding-dinding jalur pemandu yang menciptakan medan magnet yang
dapat menarik dan mendorong kereta sepanjang jalur pemandu. Arus
listrik yang diberikan ke kumparan pada dinding jalur pemandu
secara berganti-ganti mengubah polaritas kumparan magnet. Perubahan
polaritas ini menyebabkan medan magnetik di depan kereta menarik
kereta ke depan, sementara medan magnet di belakang kereta
menambahkan gaya dorong ke depan. Gambar 12.sistem control EDS
system http://prinsipkereta.webatu.com/keretamagnet.html
Polaritas kumparan yang berubah menghasilkan gaya megnet yang
saling tarik menarik dan saling tolak menolak, seperti pada gambar
A di atas interaksi antara magnet pada rel dengan kereta
menghasilkan gaya tarik oleh magnet tidak sejenis di bagian depan
terhadap gerbong yang menarik kereta ka arah depan (ditunjukkan
oleh garis hijau) dan magnet di bagian belakang menghasilkan gaya
tolak terhadap megnet sejenis pada gerbong yang menjadi gaya dorong
dalam pergerakan kereta (ditunjukkan oleh garis biru). Pada gambar
B ditunjukkan system yang membuat kereta tetap melayang di atas rel
nya dengan gaya tolak yang dihasikan oleh magnet superkonduktor
dari bagian badan kereta terhadap guideway nya, magnet pada sisi
jalur pemandu menjaga agar kereta tetap melayang, apabila posisi
kereta turun maka magnet berlawan pada sisi dinding pemadu bagian
atas dengan magnet pada sisi gerbong akan menarik gerbong ke atas
(ditunjukkan oleh garis hijau) dan magnet bagian bawah dinding
pemandu yang sejenis dengan magnet pada sisi gerbong akan
menolaknya (ditunjukkan oleh garis biru) sehingga posisi gerbong
akan tetap terangkat atau melayang di atas rel nya. Selain itu
dinding jalur pemandu ini juga berfungsi mempertahankan posisi
kereta di jalur guideway nya, saat kereta oleng ke kiri maka
dinding pemandu sebelah kiri akan memiliki sifat magnet yang akan
menolak kereta dan sifat magnet pada dinding sebelah kanan akan
menarik kereta, sehingga posisi kereta selalu dipertahankan. System
ini lebih stabil karena daya angkat pada system tidak hanya
dihasilkan dari rel atau guideway nya saja tetapi juga dihasilkan
dari gerbong kereta itu sendiri.Kecepatan kereta Maglev ini dari
awal bergerak hingga akhir memiliki kecepatan yang bervariasi.
Variasi kecepatan ini diatur dengan mengatur frekuensi dari arus
bolak-balikyang melalui kumparan.Cara penghentian dari kedua system
kereta maglev ini sama seperti dengan cara ia bergerak yaitu
menggunakan induksi magnetic pada kumparan dengan memberikan
tolakan antara kutub yang sama. Pada saat akan berhenti medan
magnet dari kumparan ini dirubah atau dibalik, sehingga akan
menimbulkan efek pengereman dan kereta akan berhenti. Maglev train
memiliki system control (control room) yang terhubung dengan
control pusat melalui system transmisi radio yang berfungsi menjaga
keselamatan kereta, mengatur perpindahan jalur rel. Kereta maglev
ini memiliki system rem dinamis, dengan bantalan rem untuk
berhenti, untuk kebutuhan darurat setiap gerbong dilengkapi dengan
empat cakram per sebagai rodanya, dan bantalan rem cadangan.
Struktur atau bentuk dari bagian depan kereta ini dirancang seperti
mulut lumba-lumba yang ramping untuk mengurangi hambatan udara
(drag udara), sehingga maglev train dapat meluncur seperti
peluru.(Irham. 2013)
