Elektromagnitikaning chegara texnologiyasi - Maglev poezdi
Annotatsiya: Ilm-fan va texnikaning rivojlanishi bilan odamlar hayotida yerni larzaga soladigan o'zgarishlar yuz berdi. Hayotning asosiy ehtiyojlarida xulq-atvorni o'rnak qilib, qadim zamonlardan to hozirgi kungacha biz yurish-minish-ot-araba-poezd-vagon-samolyot va hokazo kabi o'zgarishlarni boshdan kechirdik. So'nggi yillarda maglev poezdlari yuqori tezlik, atrof-muhitni muhofaza qilish va energiyani tejash kabi afzalliklari tufayli odamlarning e'tiborini tortdi.
Asosiy fikrlar:
1. Maglev poyezdi nima?
2. Maglev poyezdining ishlash printsipi: a. Doimiy o'tkazuvchanlik turi.b. Xuddi shu jinsdagi elektromagnit qutbning itarilishi printsipi c. Doimiy magnit turi
3. Maglev poyezdining texnik asoslari
4. Xitoyning mahalliy maglev poyezdi
5. Maglev poyezdlarining afzalliklari
Maglev poyezdi nima?
Tezyurar maglev poezdi 20-asrning texnologik ixtirosi bo'lib, uning printsipi chuqur emas. U magnitlarning “bir jins vakillari bir-birini itaradi, qarama-qarshi jins vakillari esa bir-birini o‘ziga tortadi” xususiyatidan foydalanadi, shunda magnit tortishish kuchiga, ya’ni “magnit levitatsiya”ga qarshi turish qobiliyatiga ega bo‘ladi. Olimlar temir yo‘l transporti tizimiga “magnit levitatsiya” tamoyilini qo‘llaydilar, bu esa poyezdni yo‘ldan butunlay ajralib, suzib yurib, soatiga yuzlab kilometr tezlikka ega “g‘ildiraksiz” poyezdga aylanadi. Bu "maglev poezdi" deb ataladigan narsa.
Maglev poezdining printsipi:
Maglev poyezdi zamonaviy yuqori texnologiyali rivojlanish mahsulidir. Printsip erning tortishish kuchini bartaraf etish uchun elektromagnit kuchdan foydalanishdan iborat va tortish chiziqli dvigatel tomonidan amalga oshiriladi, shuning uchun poezd yo'lda to'xtatiladi (osilish bo'shlig'i taxminan 1 sm). Uning tadqiqoti va ishlab chiqarishi avtomatik boshqaruv, quvvat elektronikasi texnologiyasi, chiziqli qo'zg'alish texnologiyasi, mexanik dizayn va ishlab chiqarish, nosozliklarni kuzatish va diagnostika kabi ko'plab fanlarni o'z ichiga oladi. Texnologiya juda murakkab va bu mamlakatning ilmiy va texnologik rivojlanishining muhim ramzidir. kuch va sanoat darajasi. Oddiy g'ildirakli temir yo'l poezdlari bilan solishtirganda, u past shovqinga ega va dunyodagi birinchi maglev poezdlarini namoyish qilish liniyasi - Shanxay Maglev poezdi. Tugallangandan so'ng, Pudong Longyang yo'l stantsiyasidan Pudong xalqaro aeroportigacha atigi 6-6 kilometr 30 kilometrdan ko'proq masofani bosib o'tadi. 7 daqiqa. Hech qanday ifloslanish, xavfsizlik, qulaylik, yuqori tezlik va yuqori samaradorlik xususiyatlari bilan u "nol balandlikdagi samolyot" obro'siga ega. Bu keng istiqbolga ega, ayniqsa shahar temir yo'l tranziti uchun mos keladigan yangi transport turi. Maglev poezdlari odatda turli xil levitatsiya usullariga ko'ra repelling turiga va assimilyatsiya turiga bo'linadi va ish tezligiga ko'ra yuqori tezlik va o'rta va past tezlikka bo'linishi mumkin.
"Uzoq turish" maglev poezdining asosiy ish holatidir. Maglev poyezdlari Yerning tortishish kuchiga qarshi turish uchun elektromagnit kuch ishlatib, poyezdning yo‘lda harakatlanishiga imkon beradi. Amaliyot davomida avtomobil tanasi va yo'l "yaqinlik" holatidadir va magnit levitatsiya bo'shlig'i taxminan 1 sm ni tashkil qiladi, shuning uchun u "nol balandlikdagi samolyot" obro'siga ega. Oddiy g'ildirakli temir yo'l poezdlari bilan solishtirganda, u past shovqin, kam energiya iste'moli, ifloslanishning yo'qligi, xavfsizlik va qulaylik, yuqori tezlik va yuqori samaradorlik xususiyatlariga ega va keng istiqbolga ega yangi transport turi hisoblanadi. ayniqsa bunda
Kichik burilish radiusi va kuchli toqqa chiqish qobiliyati tufayli past tezlikda yuradigan maglev poezdlari, ayniqsa, shahar temir yo'l tranziti uchun juda mos keladi.
Dunyoda sinovdan o'tkazilayotgan maglev tezyurar poyezdlari quyidagi modellarga ega:
1. Odatda o'tkazuvchan (elektromagnit) turi
Elektromagnit qarama-qarshiliklarning bir-birini o'ziga jalb qilish printsipidan foydalangan holda, avtomobil yo'lda taxminan 1 sm ga osilgan. 1976-yildayoq Germaniyada hozirda nemis TR08 modeli (bu model Germaniyadan Shanxayda olib kelingan), maksimal tezligi soatiga 500 kilometr bo‘lgan doimiy magnit levitatsion eksperimental transport vositasini ishlab chiqdi. Bosh vazir Chju 2000-yil iyun oyida Germaniyaga tashrif buyurganida, u Emslant ( ) shahridagi 31.5-kilometrlik koʻzoynak turini aylantirish sinov liniyasida ushbu tezyurar poyezdda harakatlanishga harakat qildi. 1992-yildayoq Germaniya bu texnologiyani tijorat maqsadlarida qoʻllashga tayyorligini eʼlon qilgan edi.
2. Ultra past haroratda elektromagnit qutbli repulsiya printsipidan foydalangan holda, avtomobil yo'ldan taxminan 10 sm balandlikda to'xtatiladi. 1962 yilda Yaponiya o'ta o'tkazuvchan maglev tezyurar poezd texnologiyasini o'rganishni boshladi va 1989 yilda Yamanashi prefekturasida 18.4-kilometrlik sinov liniyasi qurildi. MLX01 avtomobili bilan soatiga 552 kilometr tezlikka ega bo'lgan boshqariladigan rekord yaratildi. Bosh vazir Chju 2000-yil sentabr oyida Yaponiyaga tashrif buyurganida ushbu turdagi poyezdda harakatlanishga urinib ko‘rdi va hali ham uni sinab ko‘rish va takomillashtirishda davom etmoqda.
3. Doimiy magnit turi
Maglev samolyoti sifatida ham tanilgan, u aslida doimiy magnit maglev tezyurar poyezdidir. Bu Qo'shma Shtatlar tadqiqot va sinovdan o'tkazayotgan ijoddir. Osma balandligi 8-15 sm, tezligi esa soatiga 550 kilometrga yetishi mumkin. Poyezdning ikki tomonida (samolyot qanotlariga o‘xshash) "tish qanotlari" va muvozanatni saqlash uchun dum qismida "dum" bo‘lgani uchun uni maglev samolyoti deyiladi. Sichuan viloyatining Chengdu shahridagi to'rtta kompaniya Amerika tijorat banki, Feimei Magnetic Levitation High-speed Aircraft Co., Ltd. bilan qo'shma korxona tashkil etdi va Amerika texnologiyasini joriy etish bo'yicha qasddan hamkorlik kelishuviga erishdi. Ikki tomon ishlab chiqarish bazasini tashkil etishni birgalikda moliyalashtirib, uzunligi 2 kilometrga yaqin bo‘lgan sinov liniyasini qurishni rejalashtirgan.
Shanxay maglev poyezdi "doimiy o'tkazuvchan magnit tortishish" ("doimiy o'tkazuvchanlik" deb ataladi) maglev poezdidir. U "qarama-qarshiliklar bir-birini o'ziga tortadi" tamoyili asosida ishlab chiqilgan. Bu assimilyatsiya qilish tizimi. Bunda poyezdning har ikki tomonidagi aravalarga o‘rnatilgan suspenziya elektromagnitlari va yo‘lga yotqizilgan magnitlardan foydalaniladi. Magnit maydon hosil qilgan assimilyatsiya kuchi avtomobilni suzib yuradi. . Elektromagnitlar poyezdning pastki qismiga va har ikki tomondan bogalarning tepasiga o'rnatiladi. Elektromagnitning oqimini nazorat qilish uchun elektromagnit va yo'l o'rtasida 1 sm bo'shliq saqlanib qolishi uchun reaksiya plitalari va induksion po'lat plitalar mos ravishda "I" relsning ustiga va yuqori qo'l qismi ostiga o'rnatiladi. , arava va poezd o'rtasidagi tortishish va poezdning tortishish kuchi bir-birini muvozanatlashtirsin va poezdni taxminan 1 sm ga suzib olish uchun magnit tortishish vositasidan foydalaning, shunda poezd yo'lda to'xtatiladi. Bu elektromagnit oqimini aniq nazorat qilishi kerak.
Osma poezdning harakatlanish printsipi sinxron chiziqli motor bilan bir xil. Oddiy so'z bilan aytganda, yo'lning ikki tomonida joylashgan g'altakda oqayotgan o'zgaruvchan tok g'altakni elektromagnitga aylantirishi mumkin va poezddagi elektromagnit bilan o'zaro ta'siri tufayli poezd boshlanadi.
Poyezdning bosh qismidagi elektromagnitning N qutbi yo‘lda bir oz oldinda o‘rnatilgan elektromagnitning S qutbi bilan tortiladi va biroz keyinroq yo‘lga o‘rnatilgan elektromagnitning N qutbi bilan qaytariladi. Poyezd oldinga harakat qilganda g‘altakda oqayotgan tok yo‘nalishi teskari bo‘ladi, ya’ni asl S qutb N qutbga, N qutb esa S qutbga aylanadi. Velosiped navbatma-navbat o'tadi va poezd oldinga yuguradi.
Barqarorlik boshqaruv tizimi tomonidan boshqariladi. "Oddiy o'tkazuvchan magnit assimilyatsiya" boshqaruv tizimi poezdning yon tomoniga yo'naltirish uchun maxsus ishlatiladigan elektromagnitlar guruhini o'rnatishdan iborat. Poezd chapga va o'ngga og'ishganda, poezdda yo'naltiruvchi elektromagnit
Avtotransportni normal holatiga qaytaradigan itaruvchi kuch hosil qilish uchun yo'naltiruvchi relsning yon tomoni bilan o'zaro ta'sir qiladi. Poezd egri chiziqda yoki rampada harakatlanayotganda, boshqaruv tizimi operatsiyani boshqarish maqsadiga erishish uchun hidoyat magnitidagi oqimni boshqaradi.
"Oddiy o'tkazuvchanlik" maglev poyezdi g'oyasini 1922 yilda nemis muhandisi Hermann Kemper taklif qilgan. Poezdda motorning "rotorini" joylashtiring va dvigatelning "statorini" yo'lga qo'ying. "Rotor" va "stator" o'rtasidagi o'zaro ta'sir orqali elektr energiyasi oldinga kinetik energiyaga aylanadi. Biz bilamizki, dvigatelning "statori" quvvatlanganda, "rotor" elektromagnit induksiya orqali aylanish uchun harakatlanishi mumkin. Quvvat yo'lning "statori" ga uzatilganda, poezd xuddi elektromagnit induksiya orqali dvigatelning "rotori" kabi to'g'ri chiziq bo'ylab harakatlanish uchun suriladi. Maglev poezdining texnik asoslari:
Maglev poyezdi asosan uch qismdan iborat: rasmda ko'rsatilganidek, osma tizim, harakatlantiruvchi tizim va yo'l-yo'riq tizimi
3. Hozirgi konstruksiyalarning ko'pchiligida barcha uch funktsiya magnitlar tomonidan amalga oshiriladi, garchi magnitlanishdan mustaqil harakatlanish tizimidan foydalanish mumkin. Ushbu uch qismda ishlatiladigan texnologiyalar mos ravishda quyida keltirilgan.
Ishlab chiqarish tizimi: Hozirgi vaqtda ishlab chiqarish tizimining dizayni ikki yo'nalishga bo'linishi mumkin, ya'ni Germaniya tomonidan qabul qilingan normal o'tkazuvchanlik turi va Yaponiya tomonidan qabul qilingan super o'tkazuvchanlik turi. Levitatsiya texnologiyasi nuqtai nazaridan, bu elektromagnit levitatsiya tizimi (EMS) va elektr levitatsiya tizimi (EDS). 4-rasmda ikkita tizimning strukturaviy farqlari ko'rsatilgan. Elektromagnit levitatsiya tizimi (EMS) assimilyatsiya qilish tizimi bo'lib, unda lokomotivdagi elektromagnit va hidoyat rayidagi ferromagnit yo'l levitatsiya hosil qilish uchun bir-birini tortadi. An'anaviy magnit levitatsiya poyezdi ishlayotganda, birinchi navbatda, transport vositasining pastki qismining suspenziyasini va elektromagnit yo'riqnomaning elektromagnit tortishishini sozlang va poezdni suzib yurish uchun yer yo'lining har ikki tomonidagi o'rashlar bilan reaksiyaga kirishing. Avtomobilning pastki qismidagi elektromagnit va yo'l magnitining reaktsiyasi ostida g'ildirak va yo'l ma'lum bir lateral masofada saqlanadi va g'ildirak relsining kontaktsiz qo'llab-quvvatlashi va kontaktsiz yo'nalishi gorizontal va vertikal yo'nalishlar amalga oshiriladi. Avtomobil va haydash yo'li o'rtasidagi osma bo'shliq 10 mm bo'lib, bu yuqori aniqlikdagi elektron sozlash tizimi bilan kafolatlanadi. Bundan tashqari, to'xtatib turish va yo'l-yo'riq poezd tezligiga ahamiyatsiz bo'lganligi sababli, poezd hali ham to'xtash holatida ham to'xtatib turish holatiga kirishi mumkin.
Elektr to'xtatib turish tizimlari (EDS) relslarda elektr tokini hosil qilish uchun harakatlanuvchi lokomotivda magnitlardan foydalanadi. Lokomotiv va yo'naltiruvchi rels o'rtasidagi bo'shliq kamayishi bilan elektromagnit repulsiya kuchayadi va natijada paydo bo'lgan elektromagnit repulsiya lokomotivni barqaror qo'llab-quvvatlaydi va yo'naltiradi. Biroq, lokomotiv "ko'tarilish" va "qo'nish" paytida lokomotivni samarali qo'llab-quvvatlash uchun g'ildiraklarga o'xshash narsa bilan jihozlangan bo'lishi kerak, chunki EDS lokomotivni taxminan 25 mil / soat tezlikda ushlab turolmaydi. EDS tizimlari past haroratli o'ta o'tkazuvchanlik texnologiyasi ostida yanada ishlab chiqilgan.
Supero'tkazuvchi maglev poezdining asosiy xususiyati nisbatan past haroratda uning o'ta o'tkazuvchan komponentlarining to'liq o'tkazuvchanligi va to'liq diamagnetizmidir. Supero'tkazuvchi magnitlar o'ta Supero'tkazuvchilar materiallardan tayyorlangan o'ta o'tkazuvchan bobinlardan iborat. U nafaqat nol oqim qarshiligiga ega, balki oddiy simlar bilan solishtirib bo'lmaydigan kuchli oqimni ham o'tkazishi mumkin. Bu xususiyat kichik o'lchamli va kuchli elektromagnitlarni yaratishga imkon beradi. .
Supero'tkazuvchi maglev poezdining avtomobili bortdagi o'ta o'tkazuvchan magnitlar bilan jihozlangan va induksion quvvatni birlashtiruvchi qurilmani tashkil qiladi.
Poyezdning qo‘zg‘atuvchi o‘ragi va osma yo‘naltiruvchi o‘ragi yerga yo‘naltiruvchi relsning har ikki tomoniga o‘rnatiladi. Avtomobildagi induksion quvvatni integratsiyalash uskunasi quvvatni birlashtiruvchi o'rashdan, induksion quvvatni integratsiyalashgan o'ta o'tkazgichdan iborat.
Qo'llanma magnit uch qismdan iborat. Avtotransport tezligi chastotasiga mos keladigan uch fazali o'zgaruvchan tok yo'lning har ikki tomonidagi qo'zg'alish o'rashlariga etkazib berilsa, harakatlanuvchi elektromagnit maydon hosil bo'ladi, bu esa poezdning yo'naltiruvchi rayida magnit to'lqinlarni hosil qiladi va - Poezddagi bortning o'ta o'tkazuvchan magniti harakatlanuvchi magnit maydon bilan sinxronlangan surish kuchiga duchor bo'ladi, bu poezdni oldinga siljitadi. Uning printsipi bemaqsadga o'xshaydi, sörfchi to'lqinning tepasida turadi va to'lqin tomonidan oldinga suriladi. Sörferlar duch keladigan muammolarga o'xshab, supero'tkazuvchi maglev poezdlari ham harakatlanuvchi elektromagnit to'lqinlarning eng yuqori harakatini qanday aniq nazorat qilish muammosi bilan shug'ullanishi kerak. Shu maqsadda transport vositasining o'rnini aniqlash uchun yuqori aniqlikdagi asbob tuproqli yo'riqnomaga o'rnatiladi va uch fazali o'zgaruvchan tok ta'minoti rejimi detektordan olingan ma'lumotlarga muvofiq sozlanadi va elektromagnit to'lqin shakli aniq boshqariladi. poyezd yaxshi yurishi uchun.
Harakat tizimi: maglev poezdining haydovchisi sinxron chiziqli motor printsipidan foydalanadi. Avtomobilning pastki qismini qo'llab-quvvatlovchi elektromagnitning bobini sinxron chiziqli dvigatelning maydon bo'lagi kabi ishlaydi va er osti yo'li ichidagi uch fazali harakatlanuvchi magnit maydon qo'zg'aysan o'rashi armatura rolini o'ynaydi, bu esa uzun stator o'rashiga o'xshaydi. sinxron chiziqli dvigatel. Dvigatelning ishlash printsipidan ma'lum bo'lishi mumkinki, stator sifatida armatura bobini quvvatlantirilganda, motorning rotori elektromagnit induksiya tufayli aylanish uchun harakatlanadi. Xuddi shunday, chiziq bo'ylab joylashgan podstansiya uch fazali FM va AM quvvatini yo'l ichidagi qo'zg'aysan o'rashini ta'minlaganida, podshipnik tizimi poezd bilan birgalikda dvigatelning "rotori" kabi to'g'ri chiziqda harakatlanish uchun suriladi. elektromagnit induksiya. Shuning uchun, to'xtatilgan holatda, poezd kontaktsiz tortish va tormozlashni to'liq amalga oshirishi mumkin.
Oddiy so'z bilan aytganda, yo'lning har ikki tomonida joylashgan bobinda oqadigan o'zgaruvchan tok lasanni elektromagnitga aylantirishi mumkin. Poezddagi o'ta o'tkazuvchan elektromagnit bilan o'zaro ta'siri tufayli u poezdni harakatga keltiradi. Poezd oldinga siljiydi, chunki poezdning bosh qismidagi elektromagnit (N qutb) yo'lda bir oz oldinda o'rnatilgan elektromagnit (S qutb) tomonidan tortiladi va shu bilan birga elektromagnit (N qutb) tomonidan tortiladi ) rad etiladi. Poezd oldinga siljiganida, bobinlarda oqayotgan oqim yo'nalishi teskari bo'ladi. Natijada, asl S-qutbli lasan endi N-qutbli kangaldir va aksincha. Shu tarzda, elektromagnit qutbning o'zgarishi tufayli poezd oldinga yurishni davom ettirishi mumkin. Avtotransport tezligiga ko'ra, bobindagi o'zgaruvchan tokning chastotasi va kuchlanishi quvvat konvertori tomonidan o'rnatiladi.
Xitoyning mahalliy maglev poyezdi:
2000 yilda Janubi-G'arbiy Jiaotong universiteti tomonidan ishlab chiqilgan dunyodagi birinchi yuqori haroratli o'ta o'tkazuvchan maglev poezdi
Keyinchalik ishlab chiqilgan "Asr" va "Kelajak" boshqariladigan normal harorat va normal magnit levitatsiya poezdi Xu Jintao, Jiang Zemin va boshqa partiya va davlat rahbarlari tomonidan yuqori e'tibor va to'liq tasdiqlandi.
Ma'lumotlarga ko'ra, 1994 yilda janubi-g'arbiy Jiaotong universiteti odamlarni tashishga qodir bo'lgan Xitoyning birinchi past tezlikda harakatlanuvchi maglev poezdini muvaffaqiyatli ishlab chiqdi, ammo u butunlay ideal laboratoriya sharoitida muvaffaqiyatli boshqarildi. 2003 yilda janubi-g'arbiy Jiaotong universiteti Qingshan, Chengdu, Sichuan shahrida maglev poezd liniyasini qurdi. Maglev sinov trassasining uzunligi 420 metrni tashkil qiladi. U asosan sayyohlarga moʻljallangan boʻlib, chipta narxi taksi narxidan pastroq. Dunyodagi birinchi maglev poyezdini namoyish qilish ekspluatatsiyasi liniyasi - Shanxay Maglev poyezdi qurib bitkazilgandan so'ng Pudong Longyang yo'l stantsiyasidan Pudong xalqaro aeroportigacha 30 kilometrdan ko'proq masofani bosib o'tish uchun bor-yo'g'i 6-7 daqiqa vaqt ketadi.
Magnit levitatsiya printsipi bo'yicha
Shanxay Maglev poyezdi
Hozirgi tezyurar poyezdlar bilan taqqoslaganda, maglev poezdlari juda ko'p beqiyos afzalliklarga ega:
Maglev poyezdi yo'lda harakat qilganligi sababli, yo'naltiruvchi rels va lokomotiv o'rtasida haqiqiy aloqa bo'lmaydi va u "g'ildiraksiz" holatga aylanadi, shuning uchun g'ildirak va rels o'rtasida deyarli ishqalanish bo'lmaydi va tezlik ham shunchalik yuqori. soatiga bir necha yuz kilometr; maglev poezdining ishonchliligi Bu katta, parvarish qilish oson va arzon narx. Uning energiya iste'moli avtomobilnikining yarmini va samolyotning to'rtdan bir qismini tashkil qiladi. Shovqin past. Maglev poyezdining tezligi soatiga 300 kilometrdan oshganda, shovqin bor-yo'g'i 656 desibelni tashkil etadi, bu faqat odamning baland ovozda gapirishiga teng. , bu o'tayotgan mashinalarning ovozidan kichikroq; chunki u elektr energiyasi bilan ishlaydi, u yo'l bo'ylab chiqindi gazni chiqarmaydi va ifloslanishga ega emas. Bu haqiqiy yashil transport vositasidir.
Adabiyotlar: Yuqori tezlikdagi EMU / Dong Ximing / Xitoy temir yo'l matbuotining ishlash tamoyillari va strukturaviy xususiyatlari? 2007.12.1; Kichkina Nyuton ilmiy muzeyi--Elektr va magnit levitatsion poyezdlar (To‘rtinchi seriya) Guizhou Education Press, 2011.12.9
