3DNews Технологии и рынок IT. Новости окружающая среда Китайцы запустили городской маглев на не… Самое интересное в обзорах 12.08.2022 [13:12], Геннадий Детинич В Китае реализовали первый в мире проект по созданию поезда на магнитной подушке, которому для парения в воздухе совсем не нужна энергия. Подъёмную силу поезду придают постоянные магниты в подвесе и в монорельсе, что делает решение гораздо более экономичным по сравнению с другими видами транспорта на электрической тяге. Источник изображения: SCMP Первым проектом, который довели до реализации, стала 800-м трасса Red Rail в южнокитайском уезде Синьгуо провинции Цзянси. Это монорельсовая трасса с подвесной гондолой на 88 пассажиров. Гондола-поезд движется на высоте 10 м со скоростью до 80 км/ч. Подобные монорельсы на постоянных магнитах обещают стать передовым общественным транспортом в растущих китайских мегаполисах. В перспективе они могут увеличить скорость передвижения до 120 км/ч и более. Немаловажно, что электромагнитное загрязнение у такого транспорта намного ниже, чем в случае маглевов на сверхпроводящих и обычных электрических магнитах. Для городского окружения с его насыщенной электромагнитными полями средой это очень и очень важно. В Китае разработка транспортных средств на магнитной подушке с использованием постоянных магнитов ведётся около 20 лет. Для успешной реализации проекта китайским учёным пришлось решить две серьёзные проблемы. Во-первых, проблему деградации постоянных магнитов, а во-вторых, проблему управляемости транспортного средства, скользящего без электричества. Вопрос с деградацией был снят после разработки магнитов с включением редкоземельных элементов. Добавка в обычные постоянные магниты неодима снижает скорость деградации магнитных свойств до 5 % за сто лет. Китай остаётся лидером по переработке редкоземельных элементов и имеет возможность создавать магниты на сотни и тысячи километров трасс для поездов на пассивной магнитной подвеске (хотя остальной мир должен опасаться такой перспективы — редкоземельные элементы нужны всем и в огромных объёмах). Источник изображения: SCMP Проблема с управляемостью также успешно решена, за что надо благодарить современную электронику и материаловедение. Кстати, после некоторого изучения первой линии с практической точки зрения власти региона планируют продлить её до 7,5 км. «Максимальная скорость большинства внутренних подземных линий обычно ограничена 80 км/ч, но поезд на постоянных магнитах, приводимый в движение исключительно искусственным интеллектом, может развивать скорость на 50 % больше. Источник: Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER. Материалы по теме Постоянный URL: https://3dnews.ru/1072053/kitaytsi-zapustili-poezd-na-magnitnoy-podushke-na-postoyannih-magnitah-emu-sovsem-ne-nugna-energiya-dlya-levitatsii Рубрики: Теги: ← В |
При движении маглев на постоянных магнитах потребляет очень мало энергии, утверждают разработчики. Стоимость строительства также очень мала и едва достигает 10% от стоимости строительства метрополитена.
Это означает, что даже в оживленном центре города поезд сможет поддерживать скорость и обеспечивать пассажирам широкое поле зрения на городские пейзажи, избегая пробок», — заявил один из разработчиков проекта.Как работает маглев — Hi-News.
ru
Идея создания поезда на магнитных подушках появилась в начале двадцатого века, а первый прототип — «Transrapid 02» — был создан лишь в 1971 году на территории ФРГ. Спустя 8 лет была создана усовершенствованная модель маглева – «Transrapid 05», первой получившая лицензию на перевозку пассажиров. Испытательный трек длиной 908 метров построили в Гамбурге для выставки IVA 79. Максимальная скорость этого поезда составляла 75 км/ч. А первый коммерческий маглев появился в 84 году в английском Бирмингеме. 600-метровая линия соединяла терминал аэропорта и железнодорожную станцию. Одновременно работы по созданию маглева начали вести в Японии, Южной Корее и Китае. Как же работает маглев – об этом в сегодняшнем выпуске!
Маглев, или поезд на магнитной подушке, — это состав, который удерживается над дорожным полотном и движется силой электромагнитного поля. В основу маглева положено базовое свойство магнитов: одинаковые полюса отталкиваются, а разные – притягиваются. В настоящий момент существует две основные технологии магнитного подвеса: электромагнитная EMS и электродинамическая EDS.

В поездах первого типа под днищем вагона крепятся мощные магниты в сантиметрах от Т-образного стального полотна. При движении поезда магнитный поток, проходящий через контур полотна, постоянно меняется, и в нем возникают сильные индукционные токи. Они создают мощное магнитное поле, которое отталкивает магнитную подвеску поезда. Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых полюсов и притягивания разных полюсов магнитов. А специальная система сохраняет величину зазора между магнитами в 15 миллиметров постоянной. При увеличении зазора система повышает силу тока в несущих магнитах и приближает вагон, при уменьшении — понижает силу тока, и зазор увеличивается. Также на электромагнитные маглевы устанавливают специальные батареи, позволяющие поезду левитировать при остановке.
Движение поезда осуществляется линейным двигателем – поочерёдно включаются обмотки статора, создавая бегущее магнитное поле. Статор поезда втягивается в это поле и движет весь состав. При этом с частотой 4000 раз в секунду происходит смена полюсов на магнитах путем попеременной подачи тока.
Изменение силы и частоты тока позволяет регулировать скорость состава.

Существует также электродинамическая EDS-технология, при которой движение маглева осуществляется за счет взаимодействия двух полей. Одно из них создается в дорожном полотне, а второе – на корпусе поезда. В отличие от EMS с обычными магнитами, EDS использует сверхпроводящие электромагниты, которые могут проводить электричество даже после отключения источника питания.
Кроме того, EDS не нуждается в специальных системах корректировки расстояния между поездом и полотном. При его сокращении возникает сила отталкивания, которая возвращает магниты в первоначальное положение. А при увеличении расстояния увеличивается сила притяжения, что также ведет к стабилизации системы.
Еще одно отличие поездов, созданных по технологии EDS, — необходимость в дополнительных колёсах при движении на малых скоростях (до 150 км/ч). При достижении высокой скорости колёса отделяются от земли и поезд летит на расстоянии нескольких сантиметров от поверхности.
Также стоит отметить, что из-за сильных магнитных полей на корпусе поезда необходима магнитная защита – экранирование.
Маглев — это самый быстрый общественный наземный транспорт. Рекорд скорости был установлен японским поездом Синкансэн L0 в апреле 2015 года — он разогнался до 603 км/ч.
Магнитное полеПоезда будущегоТранспортные средства
Для отправки комментария вы должны или
Как работает Маглев | Министерство энергетики
Графика Карли Уилкинс, Министерство энергетики.
Что, если бы вы могли добраться из Нью-Йорка в Лос-Анджелес менее чем за семь часов, не садясь в самолет? Это может быть возможно на поезде Маглев.
Маглев — сокращение от «магнитная левитация» — поезда уходят корнями в технологию, впервые разработанную в Брукхейвенской национальной лаборатории. Джеймс Пауэлл и Гордон Дэнби из Брукхейвена получили первый патент на конструкцию поезда на магнитной подушке в конце 19 века.
60-е годы. Идея пришла к Пауэллу, когда он сидел в пробке, думая, что должен быть лучший способ путешествовать по суше, чем автомобили или традиционные поезда. Ему пришла в голову идея использовать сверхпроводящие магниты для левитации вагона поезда. Сверхпроводящие магниты — это электромагниты, которые во время использования охлаждаются до экстремальных температур, что резко увеличивает мощность магнитного поля.
Первый коммерчески эксплуатируемый высокоскоростной сверхпроводящий поезд Маглев был открыт в Шанхае в 2004 году, в то время как другие поезда находятся в эксплуатации в Японии и Южной Корее. В Соединенных Штатах изучается ряд маршрутов, соединяющих такие города, как Балтимор и Вашингтон, округ Колумбия 9.0003
В маглеве сверхпроводящие магниты подвешивают вагон поезда над U-образной бетонной направляющей. Как и обычные магниты, эти магниты отталкиваются друг от друга, когда совпадающие полюса обращены друг к другу.
Изображение
«Вагон на маглеве — это просто коробка с магнитами по четырем углам», — говорит Джесси Пауэлл, сын изобретателя маглева, который сейчас работает со своим отцом.
Это немного сложнее, чем это, но концепция проста. Используемые магниты являются сверхпроводящими, а это означает, что при охлаждении до температуры менее 450 градусов по Фаренгейту ниже нуля они могут генерировать магнитные поля в 10 раз сильнее, чем обычные электромагниты, достаточные для подвешивания и движения поезда.
Эти магнитные поля взаимодействуют с простыми металлическими петлями, вмонтированными в бетонные стены направляющей Маглев. Петли сделаны из проводящих материалов, таких как алюминий, и когда магнитное поле проходит мимо, оно создает электрический ток, который генерирует другое магнитное поле.
Изображение
Через определенные промежутки времени на направляющие устанавливаются три типа петель для выполнения трех важных задач: одна создает поле, которое заставляет поезд зависать примерно на 5 дюймов над направляющей; секунда удерживает поезд в горизонтальном положении. Обе петли используют магнитное отталкивание, чтобы удерживать вагон поезда в оптимальном месте; чем дальше он отходит от центра направляющей или чем ближе к дну, тем большее магнитное сопротивление толкает его обратно на путь.
Третий набор контуров представляет собой силовую установку, работающую на переменном токе. Здесь для движения вагона по направляющей используются как магнитное притяжение, так и отталкивание. Представьте себе коробку с четырьмя магнитами — по одному в каждом углу. В передних углах есть магниты с северными полюсами наружу, а в задних углах магниты с южными полюсами наружу. Электрификация контуров движения создает магнитные поля, которые тянут поезд вперед спереди и толкают его вперед сзади.
Конструкция с плавающим магнитом обеспечивает плавность хода. Несмотря на то, что поезд может двигаться со скоростью до 375 миль в час, пассажир испытывает меньшую турбулентность, чем на традиционных поездах со стальными колесами, потому что единственным источником трения является воздух.
Изображение
Еще одним важным преимуществом является безопасность. Поезда на маглеве «приводятся в движение» направляющими с электроприводом. Любые два поезда, идущие по одному и тому же маршруту, не могут догнать и столкнуться друг с другом, потому что все они движутся с одинаковой скоростью.
Точно так же традиционные сходы поездов с рельсов, которые происходят из-за слишком быстрого прохождения поворотов, не могут произойти с маглевом. Чем дальше поезд на маглеве уходит от своего нормального положения между стенами направляющих, тем сильнее становится магнитная сила, возвращающая его на место.
Эта основная функция больше всего нравится Джесси Пауэллу. «У Маглева нет водителя. Транспортные средства должны двигаться туда, куда их направляет сеть. Это базовая физика. Итак, теперь, когда у нас есть компьютерные алгоритмы для очень эффективной маршрутизации, мы можем изменять планирование всей сети на лету. В будущем это приведет к гораздо более гибкой транспортной системе», — сказал он.
Хотя эта захватывающая технология еще не развернута в Соединенных Штатах сегодня, если Пауэлл и его команда добьются своего, вы, возможно, когда-нибудь отправитесь в плавание к следующему пункту назначения.
Примечание редактора. Этот пост был написан научным писателем Брукхейвенской национальной лаборатории, одной из 17 национальных лабораторий Министерства энергетики.
Маглев |
Маглев (происходит от магнитной левитации) представляет собой транспортную систему, которая подвешивает, направляет и приводит в движение транспортные средства, преимущественно поезда, используя магнитную левитацию из очень большого количества магнитов для подъема и движения. Этот метод может быть быстрее, тише и плавнее, чем системы общественного транспорта на колесах. Энергия, необходимая для левитации, обычно не составляет особенно большого процента от общего потребления; большая часть используемой мощности необходима для преодоления сопротивления воздуха, как и в любом другом высокоскоростном поезде.
Самая высокая зарегистрированная скорость поезда на магнитной подвеске составляет 581 километр в час (361 миля в час), достигнутая в Японии в 2003 году, что на 6 километров в час (3,7 мили в час) выше, чем обычный рекорд скорости TGV.
Принцип Маглева
Маглев — это система, в которой транспортное средство поднимается над направляющими (соответствующими рельсовым путям обычных железных дорог) за счет использования электромагнитных сил между сверхпроводящими магнитами на борту транспортного средства и катушками на земля.
Ниже приводится общее объяснение принципа маглева.
Принцип магнитной левитации
Катушки левитации в виде восьмерки установлены на боковых стенках направляющего пути. Когда бортовые сверхпроводящие магниты проходят с высокой скоростью примерно в нескольких сантиметрах ниже центра этих катушек, внутри катушек индуцируется электрический ток, который затем временно действует как электромагниты. В результате существуют силы, которые толкают сверхпроводящий магнит вверх, и силы, одновременно тянущие их вверх, тем самым поднимая в воздух аппарат Маглев.
Принцип бокового наведения
Катушки левитации, обращенные друг к другу, соединены под направляющей, образуя петлю. Когда движущееся транспортное средство Маглев, то есть сверхпроводящий магнит, смещается вбок, в контуре индуцируется электрический ток, в результате чего сила отталкивания действует на катушки левитации сбоку от автомобиля, а сила притяжения действует на катушки левитации сбоку.
стороне, удаленной от автомобиля. Таким образом, движущийся автомобиль всегда находится в центре направляющей.
Принцип движения
Сила отталкивания и сила притяжения, возникающие между магнитами, используются для движения транспортного средства (сверхпроводящий магнит). Катушки движителей, расположенные на боковых стенках по обеим сторонам пути, питаются трехфазным переменным током от подстанции, создавая смещающееся магнитное поле на пути. Сверхпроводящие магниты на борту притягиваются и толкаются смещающимся полем, приводя в движение транспортное средство Маглев.
Операционные системы, обслуживающие население
Linimo (линия Тобу Кюрио, Япония)
Коммерческая автоматизированная система «Городской маглев» начала работу в марте 2005 года в Аити, Япония. Это линия Тобу-кюрё длиной 8,9 км, состоящая из девяти станций, иначе известная как Линимо. Линия имеет минимальный рабочий радиус 75 м и максимальный уклон 6%.
Поезд с линейным двигателем на магнитной подушке развивает максимальную скорость 100 километров в час (62 мили в час). Линия обслуживает местное население, а также место проведения выставки Expo 2005. Поезда были разработаны корпорацией Chubu HSST Development Corporation, которая также управляет испытательным треком в Нагое.
Шанхайский поезд на магнитной подвеске
Компания Transrapid в Германии построила первую в мире действующую высокоскоростную обычную железную дорогу на магнитной подвеске Шанхайский поезд на магнитной подвеске из центра Шанхая (Шанхайское метро) в международный аэропорт Пудун. Он был открыт в 2002 году. Самая высокая скорость, достигнутая на трассе в Шанхае, составила 501 км/ч (311 миль в час) на трассе длиной 30 км. Несмотря на скорость, маглев подвергался критике за малое количество остановок и сомнительный коммерческий успех. Строительство пристройки к Ханчжоу планировалось завершить в 2010 году, но было отложено в пользу строительства обычной высокоскоростной железной дороги со скоростью 350 км/ч.
Муниципальное правительство Шанхая рассматривало возможность строительства магистрали на магнитной подвеске под землей, чтобы развеять опасения общественности по поводу электромагнитного загрязнения; в этом же отчете говорится, что окончательное решение должно быть одобрено Национальной комиссией по развитию и реформам.
Тэджон, Южная Корея
Первым открытым для публики магнитолевитатором с электромагнитной подвеской был HML-03, изготовленный Hyundai Heavy Industries для выставки Daejeon Expo в 1993 г. после пяти лет исследований и изготовления двух прототипов; ХМЛ-01 и ХМЛ-02. Исследования городского маглева с использованием электромагнитной подвески начались правительством в 1994 году. Первым городским маглевом, открытым для публики, был UTM-02 в Тэджоне 21 апреля 2008 года после 14 лет разработки и создания одного прототипа; УТМ-01. Городской маглев проходит по 1-километровой трассе между Экспо-парком и Национальным музеем науки. Тем временем UTM-02 отметил инновацию, проведя первое в мире моделирование маглева.