Teknoloji Fwontyè Elektwomayetik—Maglev Tren
Résumé: Ak devlopman nan syans ak teknoloji, lavi moun yo te sibi chanjman tè-souke. Pran konpòtman kòm yon egzanp nan nesesite debaz nan lavi, soti nan tan lontan jiska prezan, nou te fè eksperyans chanjman tankou mache-monte-cheval-trase cha-tren-machin-avyon ak sou sa. Nan dènye ane yo, tren maglev te atire atansyon moun akòz avantaj yo nan gwo vitès, pwoteksyon anviwònman ak ekonomize enèji.
Pwen kle:
1. Ki sa ki se yon tren maglev?
2. Prensip tren maglev la: a. Kalite kondiksyon konstan.b. Prensip repouse poto elektwomayetik ak menm sèks c. Kalite leman pèmanan
3. Fondasyon teknik nan tren maglev
4. tren domestik maglev Lachin nan
5. Avantaj nan tren maglev
Ki sa ki se yon tren maglev?
Tren maglev gwo vitès se yon envansyon teknolojik nan 20yèm syèk la, ak prensip li yo pa pwofon. Li sèvi ak pwopriyete a nan leman ki "menm sèks repouse youn ak lòt, ak sèks opoze atire youn ak lòt", se konsa ke leman an gen kapasite nan reziste gravite, se sa ki, "levitasyon mayetik". Syantis yo aplike prensip "levitasyon mayetik" nan sistèm transpò tren an, ki fè tren an konplètman detache soti nan tras la ak flote, vin tounen yon tren "san wou" ak yon vitès nan dè santèn de kilomèt pou chak èdtan. Sa a se sa yo rele "tren maglev".
Prensip tren maglev:
Tren Maglev se pwodwi devlopman modèn gwo teknoloji. Prensip la se sèvi ak fòs elektwomayetik la pou konpanse gravite tè a, ak traction la te pote soti nan motè lineyè a, pou ke tren an sispann sou track la (distans sispansyon an se apeprè 1 cm). Rechèch ak fabrikasyon li yo enplike anpil disiplin tankou kontwòl otomatik, teknoloji elektwonik pouvwa, teknoloji propulsion lineyè, konsepsyon mekanik ak fabrikasyon, siveyans fay ak dyagnostik, elatriye teknoloji a trè konplike, epi li se yon senbòl enpòtan nan syantifik ak teknolojik nan yon peyi. fòs ak nivo endistriyèl. Konpare ak tren òdinè wou-ray, li gen bri ki ba ak premye liy operasyon demonstrasyon tren maglev nan mond lan - Shanghai Maglev Tren. Apre yo fini, soti nan Pudong Longyang Road Station rive nan Ayewopò Entènasyonal Pudong, li pral sèlman pran 6-6 kilomèt pou plis pase 30 kilomèt. 7 minit. Avèk karakteristik pa gen okenn polisyon, sekirite, konfò, gwo vitès ak efikasite segondè, li gen repitasyon nan "zewo altitid avyon". Li se yon nouvo kalite transpò ak gwo kandida, espesyalman apwopriye pou transpò iben tren. Tren Maglev yo jeneralman divize an kalite repouse ak kalite aspirasyon dapre diferan metòd levitasyon, epi yo ka divize an gwo vitès ak vitès mwayen ak ba selon vitès opere.
"Rete lwen" se eta k ap travay debaz tren maglev la. Tren Maglev yo sèvi ak fòs elektwomayetik pou kontrekare rale gravitasyonèl Latè a, sa ki pèmèt tren an levite sou track la. Pandan operasyon an, kò machin lan ak tras la nan yon eta de "fermeture", ak diferans mayetik levitasyon an se sou 1 cm, kidonk li gen repitasyon nan "zewo-wotè avyon". Konpare ak tren wou-ray òdinè, li gen karakteristik bri ki ba, konsomasyon enèji ki ba, pa gen okenn polisyon, sekirite ak konfò, gwo vitès ak efikasite segondè, epi li konsidere kòm yon nouvo kalite transpò ak kandida laj. sitou nan sa
Tren maglev ba-vitès yo espesyalman apwopriye pou transpò iben tren akòz ti reyon vire yo ak gwo kapasite grenpe yo.
Tren maglev gwo vitès k ap teste nan mond lan gen modèl sa yo:
1. Nòmalman kondiktif (elektwomayetik) kalite
Sèvi ak prensip opoze elektwomayetik atire youn ak lòt, machin nan sispann sou track la pa apeprè 1 cm. Osi bonè ke lè 1976, Almay te devlope yon machin eksperimantal konstan levitasyon mayetik, kounye a reprezante pa modèl Alman TR08 (modèl sa a te enpòte soti nan Almay nan Shanghai), ak yon vitès maksimòm de 500 kilomèt pou chak èdtan. Lè premye minis Zhu te vizite Almay nan mwa jen 2000, li te eseye monte tren gwo vitès sa a sou 31.5-kilomèt liy tès spektak la nan Emslant ( ). Osi bonè ke lè 1992, Almay te anonse ke teknoloji a te pare pou aplikasyon komèsyal yo.
2. Sèvi ak prensip repouse elektwomayetik polè nan tanperati ultra-ba, machin nan sispann apeprè 10 cm pi wo pase tras la. An 1962, Japon te kòmanse etidye teknoloji tren gwo vitès maglev sipèkondiktè, e an 1989, yo te konstwi yon liy tès 18.4-kilomèt nan Prefecture Yamanashi. Yon dosye ekipe de 552 kilomèt pa èdtan te kreye ak machin nan MLX01. Premye minis Zhu te eseye monte kalite tren sa a lè li te vizite Japon an septanm 2000, epi li toujou kontinye teste ak amelyore li.
3. Kalite leman pèmanan
Epitou li te ye kòm avyon maglev, li se aktyèlman yon leman pèmanan maglev tren gwo vitès. Se yon kreyasyon ke Etazini ap fè rechèch ak teste. Wotè sispansyon an se 8-15 cm, ak vitès la ka rive nan 550 kilomèt pa èdtan. Paske gen "zèl dan" sou tou de bò tren an (menm jan ak zèl yo nan yon avyon), ak yon "ke" nan ke a pou balans, yo rele sa yon avyon maglev. Kat konpayi nan Chengdu, pwovens Sichuan te etabli yon antrepriz ak Bank Komèsyal Ameriken, Feimei Mayetik Levitasyon High-speed Avyon co, Ltd, epi yo te rive jwenn yon akò koperasyon entansyonèl pou prezante teknoloji Ameriken an. De pati yo ansanm finanse etablisman an nan yon baz pwodiksyon ak te planifye yo bati yon liy tès sou 2 kilomèt longè.
Tren maglev Shanghai se yon "atraksyon mayetik konstan konstan" (ki refere kòm "kondiksyon konstan") tren maglev. Li fèt ki baze sou prensip "opoze atire youn ak lòt". Li se yon sistèm sispansyon aspirasyon. Li sèvi ak elektwo-aman sispansyon enstale sou bogies yo sou tou de bò tren an ak leman yo mete sou track la. Fòs pou aspirasyon ki te pwodwi pa jaden mayetik la fè machin nan flote. . Elektwo-leman yo enstale sou anba tren an ak sou tèt bogies yo sou tou de bò yo. Plak reyaksyon ak plak asye endiksyon yo enstale respektivman pi wo pase "I" tren an ak anba pati anwo bra a pou kontwole aktyèl elektwomayetik la pou kenbe yon espas 1 cm ant elektwomayet la ak tras la. , kite atraksyon ki genyen ant bogie a ak tren an ak gravite a nan tren an balanse youn ak lòt, epi sèvi ak atraksyon nan mayetik flote tren an pa apeprè 1 cm, pou ke tren an sispann sou track la. Sa a dwe jisteman kontwole aktyèl la nan elektwomayet la.
Prensip la kondwi nan tren an sispansyon se egzakteman menm jan ak sa yo ki nan motè a lineyè synchrone. An tèm pwofàn, kouran altènatif k ap koule nan bobin ki sitiye sou tou de bò tras la ka vire bobin an nan yon elektwomayet, ak tren an ap kòmanse akòz entèraksyon li yo ak elektwomayet nan tren an.
Se poto N nan elektwomayet nan tèt la nan tren an atire pa poto a S nan elektwoman an enstale sou track la yon ti kras pi devan, epi li se repouse pa poto a N nan elektwoman an enstale sou track la yon ti kras pita. Lè tren an deplase pi devan, direksyon aktyèl la ap koule tankou dlo nan bobin la ranvèse, se sa ki, poto S orijinal la vin poto N, ak poto N vin poto S. Sik la altène, ak tren an kouri pi devan.
Estabilite kontwole pa yon sistèm gid. Sistèm gid "nòmal kondiksyon mayetik aspirasyon" se enstale yon gwoup elektwo-aman ki itilize espesyalman pou gide sou bò tren an. Lè tren an devye agòch ak adwat, elektwomayman gid la sou tren an
Kominike ak bò ray gid la pou kreye yon fòs repouse ki retounen veyikil la nan pozisyon nòmal li. Lè tren an ap kouri sou yon koub oswa yon ranp, sistèm kontwòl la kontwole aktyèl la nan leman gid la pou reyalize objektif pou kontwole operasyon an.
Lide a nan "nòmal conduction" tren maglev la te pwopoze pa enjenyè Alman Hermann Kemper nan 1922. Prensip la k ap travay nan tren an maglev "kondiksyon nòmal" ak tras la ak motè a se egzakteman menm bagay la. Jis fè aranjman pou "rotor la" nan motè a sou tren an, epi mete "stator la" nan motè a sou track la. Atravè entèraksyon ki genyen ant "rotor la" ak "stator", enèji elektrik la konvèti nan enèji sinetik pi devan. Nou konnen ke lè "stator la" nan motè a kouran, "rotor la" ka kondwi vire nan endiksyon elektwomayetik. Lè pouvwa a transmèt nan "stator" nan tras la, tren an pouse pou avanse pou pi nan yon liy dwat jis tankou "rotor la" nan motè a atravè endiksyon elektwomayetik. Baz teknik tren maglev la:
Tren maglev la sitou konpoze de twa pati: sistèm sispansyon, sistèm pwopilsyon ak sistèm gid, jan yo montre nan figi a.
3. Nan a vas majorite de desen aktyèl yo, tout twa fonksyon yo fèt pa leman, byenke yon sistèm Propulsion endepandan de mayetis ta ka itilize. Teknoloji yo itilize nan twa pati sa yo prezante respektivman anba a.
Sistèm sispansyon: Kounye a, konsepsyon sistèm sispansyon an ka divize an de direksyon, sètadi kalite kondiksyon nòmal adopte pa Almay ak kalite supèrkonduktè adopte pa Japon. An tèm de teknoloji levitasyon, li se sistèm nan levitasyon elektwomayetik (EMS) ak sistèm nan levitasyon elektrik (EDS). Figi 4 montre diferans estriktirèl de sistèm yo. Sistèm levitasyon elektwomayetik (EMS) se yon sistèm levitasyon aspirasyon, nan ki elektwomayetik la sou lokomotiv la ak tras la feromayetik sou tren an gid atire youn ak lòt yo pwodwi levitasyon. Lè konvansyonèl tren mayetik levitasyon an ap travay, premyèman ajiste sispansyon pati ki pi ba nan veyikil la ak atraksyon elektwomayetik elektwomayetik gid la, epi reyaji ak likidasyon yo sou tou de bò tras tè a pou flote tren an. Anba reyaksyon elektwomayetik gid la nan pati ki pi ba nan veyikil la ak leman tras la, volan an ak tras la yo kenbe nan yon sèten distans lateral, ak sipò ki pa kontak ak gid ki pa kontak nan wou-ray la. direksyon orizontal ak vètikal yo reyalize. Diferans sispansyon ant veyikil la ak tras kondwi a se 10 mm, ki garanti pa yon sistèm ajisteman elektwonik wo presizyon. Anplis de sa, depi sispansyon an ak konsèy yo aktyèlman pa enpòtan nan vitès la nan tren an, tren an ka toujou antre nan eta a sispansyon menm nan eta a pakin.
Sistèm Sispansyon Elektrik (EDS) itilize leman sou yon lokomotiv k ap deplase pou jenere yon kouran elektrik sou ray yo. Kòm diferans ki genyen ant lokomotiv la ak tren gid la diminye, repouse elektwomayetik la ap ogmante, ak repouse elektwomayetik ki kapab lakòz bay sipò ki estab ak konsèy pou lokomotiv la. Sepandan, lokomotiv la dwe ekipe ak yon bagay tankou wou pou sipòte efektivman lokomotiv la pandan "dekolaj" ak "aterisaj" paske EDS la pa ka kenbe sispansyon lokomotiv la nan vitès ki pi ba pase apeprè 25 kilomèt alè. Sistèm EDS yo te devlope plis anba teknoloji supèrkonduktif ba-tanperati.
Karakteristik prensipal la nan tren an maglev supèrkonduktif se konduktiviti konplè a ak dyamagnetism konplè nan konpozan superconducting li yo nan yon tanperati relativman ba. Leman supèrkonduktif yo konpoze de bobin supèrkonduktif ki fèt ak materyèl supèrkonduktif. Non sèlman li gen zewo rezistans aktyèl, men li kapab tou fè yon kouran pwisan ki pa ka konpare ak fil òdinè. Karakteristik sa a fè li posib pou fè ti-gwosè ak pwisan elektwomayet. .
Veyikil tren maglev supèrkonduktif la ekipe ak leman supèrkonduktif sou tablo a epi li konstitye yon aparèy entegrasyon pouvwa endiksyon.
Likasyon kondwi tren an ak likidasyon gid sispansyon enstale sou tou de bò tren gid tè a. Ekipman entegrasyon pouvwa endiksyon an sou veyikil la konsiste de likidasyon entegrasyon pouvwa, entegrasyon pouvwa entegrasyon superconducting.
Leman gid la konsiste de twa pati. Lè kouran altènatif twa-faz ki konsistan avèk frekans vitès veyikil la apwovizyone nan likidasyon kondwi yo sou tou de bò tras la, yo pral pwodwi yon jaden elektwomayetik k ap deplase, konsa jenere onn mayetik sou tren gid tren an, ak sou-. tablo superconducting leman sou tren an pral sibi yon poussée a, senkronize ak chan mayetik k ap deplase, se sa ki pouse tren an pi devan. Prensip li se tankou navige, surfe a kanpe sou krèt la nan vag la epi li se pouse pi devan pa vag la. Menm jan ak pwoblèm surfe yo fè fas a, tren maglev supèrkonduktif tou gen pou fè fas ak pwoblèm nan ki jan yo kontwole avèk presizyon mouvman an pik nan k ap deplase onn elektwomayetik. Pou sa ka fèt, yo enstale yon enstriman wo presizyon pou detekte pozisyon veyikil la sou tren gid tè a, epi mòd ekipman pou kouran altènatif twa faz ajiste selon enfòmasyon ki soti nan detektè a, epi ond elektwomayetik la kontwole jisteman. pou tren an ka mache byen.
Sistèm Propulsion: Kondwi tren maglev la sèvi ak prensip motè lineyè synchrone. Bobin elektwomayetik ki sipòte pati ki pi ba machin nan aji tankou bobin jaden yon motè lineyè synchrone, ak twa-faz k ap deplase chan mayetik kondwi likidasyon andedan tras tè a aji kòm yon armati, ki aji tankou bobin nan stator long nan. yon motè lineyè synchrone. Soti nan prensip la k ap travay nan motè a, li ka konnen ke lè bobin an armature kòm stator la mache, se rotor motè a kondwi vire akòz endiksyon elektwomayetik. Menm jan an tou, lè poste a ranje sou liy lan bay twa faz FM ak AM pouvwa a kondwi a likidasyon andedan tras la, sistèm nan pote ansanm ak tren an pouse pou avanse pou pi nan yon liy dwat tankou "rotor" nan motè a akòz endiksyon elektwomayetik. Se poutèt sa, nan eta a sispann, tren an ka konplètman reyalize traction ki pa kontak ak frenaj.
An tèm pwofàn, kouran altènatif k ap koule nan bobin ki sitiye sou tou de bò tras la ka vire bobin an nan yon elektwomayet. Akòz entèraksyon li yo ak elektwomayet supèrkonduktif sou tren an, li fè tren an deplase. Tren an ap deplase pi devan paske elektwomayman (N poto) nan tèt tren an atire pa elektwomayman (S poto) ki monte sou track la yon ti kras pi devan, epi an menm tan an atire pa elektwomayman (N poto) ) yo rejte. Pandan tren an ap avanse, direksyon aktyèl k ap koule nan bobin yo ranvèse. Rezilta a se ke bobin S-pole orijinal la se kounye a yon bobin N-pol, ak vis vèrsa. Nan fason sa a, tren an ka kontinye kouri pi devan akòz chanjman nan polarite elektwomayetik la. Dapre vitès veyikil la, frekans ak vòltaj kouran altènatif k ap koule nan bobin la ajiste pa konvètisè pouvwa a.
Tren maglev domestik Lachin nan:
Premye tren maglev superconducting wo-tanperati nan mond lan devlope pa Southwest Jiaotong University an 2000.
"Syèk la" ak "Future" ekipe tanperati nòmal ak tren nòmal levitasyon mayetik devlope pita te resevwa gwo atansyon ak afimasyon konplè nan men Hu Jintao, Jiang Zemin ak lòt pati ak lidè leta yo.
Selon rapò, osi bonè ke lè 1994, Sidwès Jiaotong Inivèsite avèk siksè devlope premye tren maglev ba-vitès Lachin nan ki kapab pote moun, men li te avèk siksè opere anba kondisyon laboratwa konplètman ideyal. An 2003, Southwest Jiaotong University te konplete liy tren maglev nan Qingshan, Chengdu, Sichuan. Tras maglev tès la se 420 mèt longè. Li se sitou ki vize a touris, ak pri tikè a pi ba pase tarif taksi a. Premye liy operasyon demonstrasyon tren maglev nan mond lan - Shanghai Maglev Tren, apre yo fin fini, li pral pran sèlman 6-7 minit pou vwayaje plis pase 30 kilomèt soti nan Pudong Longyang Road Station rive nan Ayewopò Entènasyonal Pudong.
Sou prensip levitasyon mayetik
Shanghai Maglev tren
Konpare ak tren gwo vitès jodi a, tren maglev gen anpil avantaj enprenabl:
Paske tren maglev la kouri sou track la, pa gen okenn kontak aktyèl ant tren an gid ak lokomotiv la, epi li vin tounen yon eta "wou", kidonk pa gen prèske pa gen friksyon ant wou a ak tren an, ak vitès la se osi wo. kòm plizyè santèn kilomèt pou chak èdtan; fyab la nan tren an maglev Li se gwo, fasil pou kenbe, ak pri ki ba. Konsomasyon enèji li se sèlman mwatye nan yon machin ak yon ka nan yon avyon. Bri a ba. Lè vitès tren maglev la rive nan plis pase 300 kilomèt pa èdtan, bri a se sèlman 656 desibèl, ki se sèlman ekivalan a yon moun k ap pale byen fò. , ki pi piti pase son machin k ap pase; paske li mache ak elektrisite, li pa pral emèt gaz echapman sou track la, epi li pa gen okenn polisyon. Li se yon veritab zouti transpò vèt.
Referans: Prensip k ap travay ak karakteristik estriktirèl gwo vitès EMUs / Dong Ximing / Lachin Railway Press? 2007.12.1; Little Newton Science Museum--Tren levitasyon elektrik ak mayetik (katriyèm seri) Guizhou Education Press, 2011.12.9
