Фронтиер Тецхнологи оф Елецтромагнетицс—Маглев Траин
Апстракт: Са развојем науке и технологије, животи људи су претрпели потресне промене. Узимајући за пример понашање у основним животним потрепштинама, од давнина до данас, доживели смо промене као што су ходање-јахање-која-која-воз-ауто-авион и тако даље. Последњих година маглев возови су привукли пажњу људи због својих предности велике брзине, заштите животне средине и уштеде енергије.
Кључне тачке:
1. Шта је маглев воз?
2. Принцип маглев воза: а. Константни тип проводљивости.б. Принцип одбијања електромагнетног пола код истог пола в. Тип трајног магнета
3. Техничка основа маглев воза
4. Кинески домаћи маглев воз
5. Предности маглев возова
Шта је маглев воз?
Брзи маглев воз је технолошки изум 20. века и његов принцип није дубок. Користи својство магнета да се „исти пол одбијају, а супротни полови привлаче”, тако да магнет има способност да се одупре гравитацији, односно „магнетној левитацији”. Научници примењују принцип „магнетне левитације” на железнички транспортни систем, чиме се воз потпуно одваја од колосека и плута, постајући воз „без точкова” брзином од стотине километара на сат. Ово је такозвани "маглев воз".
Принцип маглев воза:
Маглев воз је производ савременог развоја високе технологије. Принцип је да се користи електромагнетна сила за неутралисање гравитације земље, а вучу врши линеарни мотор, тако да је воз окачен на пругу (размак вешања је око 1 цм). Његово истраживање и производња обухватају многе дисциплине као што су аутоматска контрола, технологија енергетске електронике, технологија линеарног погона, механичко пројектовање и производња, праћење и дијагностика кварова, итд. Технологија је веома компликована и важан је симбол научног и технолошког развоја једне земље. снаге и индустријског нивоа. У поређењу са обичним возовима са точковима и шином, има ниску буку и прву на свету демонстрирајућу линију маглев возова - Схангхаи Маглев воз. Након завршетка, од путне станице Пудонг Лонгианг до међународног аеродрома Пудонг, биће потребно само 6-6 километара за више од 30 километара. 7 минута. Са карактеристикама без загађења, сигурности, удобности, велике брзине и високе ефикасности, има репутацију "летелице на нулту висину". То је нова врста превоза са широким перспективама, посебно погодна за градски железнички транзит. Маглев возови се генерално деле на тип одбијања и тип усисавања према различитим методама левитације, а могу се поделити на велике брзине и средње и ниске брзине према радној брзини.
„Држати се“ је основно радно стање маглев воза. Маглев возови користе електромагнетну силу да би се супротставили Земљиној гравитационој привлачности, омогућавајући возу да левитира на прузи. Током рада каросерија и колосека су у стању „затворености“, а размак магнетне левитације је око 1 цм, па има репутацију „летелице нулте висине“. У поређењу са обичним возовима точка-шине, има карактеристике ниске буке, ниске потрошње енергије, без загађења, сигурности и удобности, велике брзине и високе ефикасности и сматра се новом врстом транспорта са широким перспективама. посебно у овоме
Маглев возови мале брзине су посебно погодни за градски транзит железницом због свог малог радијуса окретања и јаке способности пењања.
Маглев брзи возови који се тестирају у свету имају следеће моделе:
1. Нормално проводни (електромагнетни) тип
Користећи принцип привлачења електромагнетних супротности, возило је окачено на стази за око 1 цм. Још 1976. Немачка је развила експериментално возило са константном магнетном левитацијом, које тренутно представља немачки модел ТР08 (овај модел је увезен из Немачке у Шангају), са максималном брзином од 500 километара на час. Када је премијер Жу посетио Немачку у јуну 2000. године, покушао је да се вози овим брзим возом на 31.5-километарској тестној линији за окретање типа наочара у Емсланту ( ). Још 1992. Немачка је објавила да је технологија спремна за комерцијалну примену.
2. Користећи принцип електромагнетног поларног одбијања на ултра ниским температурама, возило је окачено око 10 цм изнад стазе. Јапан је 1962. године почео да проучава технологију суперпроводних маглев брзих возова, а 1989. је изграђена тестна линија од 18.4-километара у префектури Јаманаши. Са возилом МЛКС01 направљен је рекорд са људском посадом од 552 километра на сат. Премијер Жу покушао је да се вози овом врстом воза када је посетио Јапан у септембру 2000. године, и још увек наставља да га тестира и побољшава.
3. Тип трајног магнета
Такође познат као маглев летелица, то је заправо брзи воз на маглеву са сталним магнетом. То је креација коју Сједињене Државе истражују и тестирају. Висина вешања је 8-15 цм, а брзина може да достигне 550 километара на сат. Пошто постоје „зубаста крила“ са обе стране воза (слично крилима авиона), и „реп“ на репу за равнотежу, зове се авион на маглеву. Четири компаније у Ченгдуу, провинција Сечуан, основале су заједничко предузеће са Америчком комерцијалном банком, Феимеи Магнетиц Левитатион Хигх-спеед Аирцрафт Цо., Лтд., и постигле су намерни споразум о сарадњи за увођење америчке технологије. Две стране су заједнички финансирале успостављање производне базе и планирале изградњу тестне линије дуге око 2 километра.
Шангајски маглев воз је маглев воз „константне проводљивости“ (који се назива „константна проводљивост“). Дизајниран је по принципу „супротности се привлаче”. То је систем усисне суспензије. Користи електромагнете за вешање постављене на обртна постоља са обе стране воза и магнете постављене на пругу. Усисна сила коју генерише магнетно поље чини возило да лебди. . Електромагнети су постављени на дну воза и на врху окретних постоља са обе стране. Реакционе плоче и индукционе челичне плоче су постављене изнад "И" шине и испод дела надлактице да контролишу струју електромагнета тако да се између електромагнета и колосека одржава размак од 1 цм. , нека привлачност између окретног постоља и воза и гравитација воза балансирају једно друго, и искористите магнетну привлачност да испливате воз за око 1 цм, тако да воз буде окачен на пругу. Ово мора прецизно контролисати струју до електромагнета.
Принцип вожње огибљеног воза је потпуно исти као и код синхроног линеарног мотора. Лаички речено, наизменична струја која тече у калему који се налази са обе стране колосека може претворити завојницу у електромагнет, а воз ће кренути услед интеракције са електромагнетом у возу.
Н пол електромагнета на челу воза привлачи С пол електромагнета постављеног на пругу мало испред, а одбија га Н пол електромагнета постављеног на пругу нешто касније. Када се воз креће напред, смер струје која тече у калему је обрнут, то јест, првобитни С пол постаје Н пол, а Н пол постаје С пол. Циклус се смењује, а воз трчи напред.
Стабилност се контролише помоћу система за навођење. Систем за вођење "магнетног усисавања нормалне проводљивости" је инсталирање групе електромагнета који се посебно користе за вођење са стране воза. Када воз скрене лево и десно, води електромагнет на возу
У интеракцији са страном шине водилице ствара одбојну силу која враћа возило у нормалан положај. Када се воз креће по кривини или рампи, контролни систем контролише струју у магнету за вођење да би се постигла сврха контроле рада.
Идеју о маглев возу "нормалне проводљивости" предложио је немачки инжењер Херман Кемпер 1922. Принцип рада маглев воза "нормалне проводљивости" и колосека и мотора су потпуно исти. Само распоредите "ротор" мотора на воз, а "статор" мотора поставите на пругу. Кроз интеракцију између "ротора" и "статора", електрична енергија се претвара у напредну кинетичку енергију. Знамо да када је "статор" мотора под напоном, "ротор" се може покренути да се ротира путем електромагнетне индукције. Када се снага преноси на "статор" колосека, воз се гура да се креће праволинијски баш као и "ротор" мотора путем електромагнетне индукције. Техничка основа маглев воза:
Маглев воз се углавном састоји од три дела: система вешања, погонског система и система за навођење, као што је приказано на слици
3. У великој већини садашњих дизајна, све три функције обављају магнети, иако би се могао користити погонски систем независан од магнетизма. Технологије које се користе у ова три дела су представљене у наставку.
Систем суспензије: Тренутно се дизајн система суспензије може поделити у два правца, односно на тип нормалне проводљивости који је усвојила Немачка и тип суперпроводника који је усвојио Јапан. Што се тиче технологије левитације, то су систем електромагнетне левитације (ЕМС) и систем електричне левитације (ЕДС). На слици 4 приказане су структурне разлике ова два система. Систем електромагнетне левитације (ЕМС) је систем усисне левитације, у коме се електромагнет на локомотиви и феромагнетни колосек на шини водилице привлаче један другог да би произвели левитацију. Када конвенционални воз са магнетном левитацијом ради, прво подесите вешање доњег дела возила и електромагнетну привлачност водећег електромагнета и реагујте са намотајима са обе стране приземног колосека да би воз плутао. Под реакцијом водећег електромагнета на доњем делу возила и магнета колосека, точак и колосек се држе на одређеном бочном растојању, а бесконтактно ослонац и бесконтактно вођење точак-шине у реализују се хоризонтални и вертикални правци. Размак између возила и возне стазе је 10 мм, што је гарантовано електронским системом подешавања високе прецизности. Поред тога, пошто су вешање и навођење заправо ирелевантни за брзину воза, воз и даље може ући у стање суспензије чак и у стању паркирања.
Електрични системи за вешање (ЕДС) користе магнете на покретној локомотиви за стварање електричне струје на шинама. Како се јаз између локомотиве и шине водилице смањује, електромагнетно одбијање ће се повећати, а резултујућа електромагнетна одбојност обезбеђује стабилну подршку и вођење локомотиви. Међутим, локомотива мора бити опремљена нечим попут точкова како би ефикасно подржавала локомотиву током "полетања" и "слетања" јер ЕДС не може да одржава суспензију локомотиве при брзинама испод око 25 мпх. ЕДС системи су даље развијени у складу са технологијом суперпроводљивости на ниским температурама.
Главна карактеристика суперпроводног маглев воза је потпуна проводљивост и потпуни дијамагнетизам његових суперпроводних компоненти на релативно ниској температури. Суперпроводни магнети се састоје од суправодљивих намотаја направљених од суправодљивих материјала. Не само да има нулту струјну отпорност, већ може водити и снажну струју која се не може упоредити са обичним жицама. Ова карактеристика омогућава израду малих и моћних електромагнета. .
Возило суперпроводног маглев воза опремљено је уграђеним суправодљивим магнетима и чини уређај за интеграцију индукционе снаге.
Погонски намотај воза и намотај за вођење вешања постављени су са обе стране шине за навођење уземљења. Опрема за индукциону интеграцију снаге на возилу састоји се од намотаја за интеграцију снаге, суперпроводног интегрисаног индукционог напајања
Магнет за вођење се састоји од три дела. Када се трофазна наизменична струја која је у складу са фреквенцијом брзине возила доведе до погонских намотаја са обе стране колосека, генерисаће се покретно електромагнетно поље, стварајући тако магнетне таласе на шини за навођење воза, а на- даски суперпроводни магнет на возу ће бити подвргнут а Потисак, синхронизован са покретним магнетним пољем, је оно што покреће воз напред. Његов принцип је као сурфовање, сурфер стоји на врху таласа и талас га гура напред. Слично проблемима са којима се суочавају сурфери, суперпроводни маглев возови такође морају да се позабаве проблемом како да прецизно контролишу вршно кретање покретних електромагнетних таласа. У ту сврху, високопрецизан инструмент за детекцију положаја возила постављен је на шину водилице на земљи, а режим напајања трофазном наизменичном струјом се подешава према информацијама са детектора, а електромагнетни талас се прецизно контролише. да би воз могао добро да иде.
Погонски систем: Погон маглев воза користи принцип синхроног линеарног мотора. Завојница електромагнета који подупире доњи део возила делује као завојница поља синхроног линеарног мотора, а трофазни намотај покретања магнетног поља у покрету унутар колосека делује као арматура, која делује као дуги намотај статора. синхрони линеарни мотор. Из принципа рада мотора може се знати да када се намотај арматуре као статор напаја, ротор мотора се покреће да се окреће због електромагнетне индукције. Слично томе, када трафостаница распоређена дуж пруге обезбеђује трофазно ФМ и АМ напајање погонском намотају унутар колосека, систем лежајева заједно са возом се гура да се креће праволинијски попут „ротора“ мотора због електромагнетна индукција. Дакле, у суспендованом стању, воз може у потпуности да оствари бесконтактно вучу и кочење.
Лаички речено, наизменична струја која тече у калему који се налази са обе стране стазе може претворити завојницу у електромагнет. Због своје интеракције са суправодљивим електромагнетом у возу, он покреће воз. Воз се креће напред јер електромагнет (Н пол) на челу воза привлачи електромагнет (С пол) постављен на прузи мало даље, а истовремено га привлачи електромагнет (Н пол) ) су одбијени. Како се воз креће напред, смер струје која тече у намотајима је обрнут. Резултат је да је оригинална завојница С-пола сада Н-полна завојница, и обрнуто. На овај начин воз може да настави да трчи напред услед промене електромагнетног поларитета. У зависности од брзине возила, фреквенцију и напон наизменичне струје која тече у калему подешава претварач снаге.
Кинески домаћи маглев воз:
Први суперпроводљиви маглев воз са људском посадом са људском посадом који је развио Југозападни Јиаотонг универзитет 2000.
Воз "Век" и "Будућност" са нормалном температуром и нормалном магнетном левитацијом развијени су касније добили велику пажњу и пуну афирмацију од Ху Јинтаоа, Јианг Земина и других партијских и државних лидера.
Према извештајима, још 1994. године, Југозападни Ђаотонг универзитет је успешно развио први кинески маглев воз мале брзине који је могао да превози људе, али је успешно радио у потпуно идеалним лабораторијским условима. Године 2003. Универзитет Југозапад Јиаотонг завршио је маглев возну линију у Кингшану, Ченгду, Сечуан. Маглев тест стаза је дуга 420 метара. Углавном је намењен туристима, а цена карте је нижа од такси. Прва светска демонстрациона линија маглев воза – Шангајски маглев воз, након завршетка, биће потребно само 6-7 минута да се путује више од 30 километара од путне станице Пудонг Лонгианг до међународног аеродрома Пудонг.
На принципу магнетне левитације
Шангајски Маглев воз
У поређењу са данашњим брзим возовима, маглев возови имају многе неупоредиве предности:
Пошто маглев воз вози по прузи, нема стварног контакта између шине водилице и локомотиве, и она постаје „без точкова“ стање, тако да скоро да нема трења између точка и шине, а брзина је исто тако велика. као неколико стотина километара на сат; Поузданост маглев воза Велик је, лак за одржавање и ниска цена. Његова потрошња енергије је само половина потрошње аутомобила и четвртина потрошње енергије у авиону. Бука је ниска. Када брзина маглев воза достигне више од 300 километара на сат, бука је само 656 децибела, што је еквивалентно само особи која гласно говори. , који је мањи од звука аутомобила који пролазе; јер се напаја струјом, неће емитовати издувне гасове дуж стазе, и нема загађења. То је прави зелени транспортни алат.
Референце: Принципи рада и структурне карактеристике брзих ЕМУ/Донг Ксиминг/Кинеске железничке штампе? 2007.12.1; Музеј науке малог Њутна--Возови електричних и магнетних левитација (четврта серија) Гуизхоу Едуцатион Пресс, 9.12.2011.
