Der prinzipielle Aufbau einer rotierenden Maschine und eines Linearmotors ist in den folgenden beiden Bildern (Abbildung 1 und Abbildung 2) dargestellt. Im Wesentlichen sind die gleichen Komponenten vorhanden, nur die geometrische Ausführung ist unterschiedlich.

Rotierender Asynchronmotor Linearmotor
Abbildung 1: Grundsätzlicher Aufbau eines rotierenden (Asynchron-)Motors
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Abbildung 2: Aufbau eines Linearmotors
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Am Beispiel des Systems Transrapid zeigt die Abbildung 3, wie der rotierende Motor „aufgeschnitten“ wird und sowohl Rotor (rot) als auch Stator (grün) „in die Länge gezogen“ werden, um den Linearmotor zu erhalten.

Vom rotierenden zum Linear-Motor
Abbildung 3: Beziehung zwischen rotierendem Traktionsantrieb und Linearmotor

Beim Linearmotor richtet sich die Zuordnung von Primär- und Sekundärteil nach dem Größenverhältnis der beiden Komponenten zueinander. Im Gegensatz dazu weisen Stator und Rotor der rotierenden Maschinen die fast gleiche (in Abhängigkeit vom Luftspalt) geometrische Länge bzw. Umfang auf.

Tabelle 1: Vergleich von Linearmotor und rotierendem Antrieb für den Einsatz im spurgeführten Verkehr
Linearmaschine Rotierende Maschine
Kurzstator Langstator
Ortsfeste Komponente Sekundärteil

z. B. Reaktionsschiene beim Asychronmotor oder Felderregersystem beim Synchronmotor im Fahrweg
Primärteil

z. B. Statorpakete (Antriebs- bzw. Wanderfeldwicklung im Fahrweg wie beim System Transrapid
Primärteil (Stator)
Bewegte Komponente Primärteil

z. B. Antriebswicklung auf dem Fahrzeug
Sekundärteil

z. B. Erregermagnete (=Tragmagnete beim System Transrapid) auf dem Fahrzeug
Sekundärteil (Rotor)

Bei rotierenden elektrischen Drehstrommaschinen sind zusätzlich zu der elektrischen Verschiebung (Abbildung 4) von 120° zwischen den drei Phasen auch die Stränge jeweils um 120° örtlich (Abbildung 6) versetzt angeordnet. Damit ergibt sich ein (rotierendes) Drehfeld.

Dreiphasiges symmetrisches Stromsystem Zeigerdiagramm
Abbildung 4: Dreiphasiges symmetrisches Strom- bzw. Spannungssystem
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Abbildung 5: (Strom-)Zeigerdiagramm einer rotierenden Drehstrommaschine
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Im Gegensatz dazu verändert sich das Feld einer Linearmaschine in nur einer Dimension (linear). Dabei erfolgt die Änderung so, dass es aussieht, als wandere das Feld ent-lang des Antriebes (Abbildung 6). Das prägte den Begriff des Wanderfeldes.

Antrieb Transrapid
Abbildung 6: Wanderfeld des Linearmotors beim System Transrapid (Bild vergrößern)

Eine elektrische Maschine im Traktionseinsatz kann prinzipiell auf zwei Arten betrieben werden. Einerseits wird Energie aus dem Energieversorgungsnetz bezogen und das Triebfahrzeug angetrieben. In diesem Fall arbeitet die Maschine motorisch. Bei Einsatz der elektrischen Bremse wandelt die Maschine auf dem Triebfahrzeug, welche dabei als Generator betrieben wird, die mechanische Bewegungsenergie des Zuges in elektrische Energie um. Diese kann je nach Verkehrsart und Fahrzeugtyp in das Bahnenergieversorgungsnetz zurück gespeist werden oder aber mittels Bremswiderständen in Wärme umgesetzt werden.

Generator- und Motorbetrieb
Abbildung 7: Betriebszustände elektrischer Maschinen beim Einsatz auf Bahnfahrzeugen

Zu jeder elektrischen Maschine gehört auch immer eine sogenannte Erregung. Diese kann auf sehr unterschiedliche Art und Weise – je nach Maschinentyp - ausgeführt werden. Mögliche Varianten sind der Einsatz von Erregerwicklungen (elektromagnetisch) oder auch durch Permanentmagnete. Beim System Transrapid bzw. dessen integrierten Trag- und Antriebsmodul werden die Tragmagnete gleichzeitig als Erregung für den Linearmotor genutzt. Das spart neben den Kosten auch Raum und Fahrzeuggewicht.