ПРИНЦИП РАБОТЫ

ПРИНЦИП РАБОТЫ

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: одноименные полюса отталкиваются, а разноименные – притягиваются. В настоящий момент существует две основные технологии магнитного подвеса: электромагнитная EMS (electromagnetic suspension) и электродинамическая EDS (electrodynamic suspension).

Рис.1. Различия в устройстве EDS и EMS.

В поездах первого типа под днищем вагона крепятся мощные магниты на расстоянии 10 мм 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 взаимного притягивания разноимённых и взаимного отталкивания одноимённых 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, накапливающие ЭМ энергию и позволяющие поезду левитировать при остановке.

Рис. 2. Приведение маглева в движение.

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.

Во второй системе 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. Помимо этого, у поездов, чьи подвески созданы по технологии EDS, установлены дополнительные колеса, которые используются при движении на малых скоростях (до 150 км/ч). А 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.

Рис. 2. Принцип действия подвески маглева

На сегодняшний день поезда системы EMS разрабатываются и используются, преимущественно, немцами и китайцами, в то время как японцы являются приверженцами EDS схемы. Правда, не так давно стало известно, что в США ведутся работы по так называемой «пассивной системе левитирования» (Permanent Magnet Passive Suspension или Inductrack). Здесь, в отличие от вышеозначенных схем не используются не активные, а пассивные магниты, подключенные к источникам электропитания. Вместо них установлены массивы Хальбаха – особая конфигурация постоянных магнитов, характеризующаяся тем, что магнитное поле с одной стороны практически полностью отсутствует благодаря особому расположению элементов сборки. В тандеме с использованием в направляющих рельсах сверхпроводников такая система при куда меньшем потреблении электроэнергии по характеристикам схожа с EMS и EDS, а местами даже превосходит их. Пока нет точной информации запуске поездов с такой установкой в серию. Что же до серийных моделей, то о них далее.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 Следующая ⇒