Transrapidov koncept vučnih

  • View
    215

  • Download
    3

Embed Size (px)

Transcript

  • Elektrotehniki fakultet u Beogradu

    Seminarski rad iz predmeta Elektrina vozila

    Transrapidov koncept vunih pogona sa linearnim

    motorima

    Duan Horvat 02/502 Tanaskovi ore 02/423

  • SADRAJ

    1. MAGLEV vozovi............................................................................................................ 3 2. Transrapid ....................................................................................................................... 4 3. Tehnologija ..................................................................................................................... 5

    3.1. Sistem levitacije ....................................................................................................... 6 3.2. Pogon ....................................................................................................................... 7 3.3. Vozila....................................................................................................................... 8 3.4. Trasa......................................................................................................................... 9 3.5. Napajanje ............................................................................................................... 10

    4. Komercijalna primena................................................................................................... 16 5. Budunost ..................................................................................................................... 17 Literatura........................................................................................................................... 18

    2

  • 1. MAGLEV vozovi

    MAGLEV (skraeno od magnetska levitacija) vozovi predstavljaju posebnu vrstu brzih vozova iji je princip rada zasnovan na tzv. magnetskoj levitaciji. To u praksi znai da sam voz zahvaljujui dejstvu elektromagnetske sile lebdi (levitira) nad posebnom vrstom ina, to znai da ne postoji sila trenja izmeu voza i ina. Na taj nain je voz u svom kretanju suoen samo sa silom otpora vazduha koja je mnogo manja u odnosu na silu trenja izmeu klasinih vozova i ina, ime se kod MAGLEV vozova postie drastino vea brzina. Ovaj sistem je za sada i dalje u fazi ispitivanja. Jedina za sada operativna MAGLEV eleznica nalazi se u angaju (Slika 1.1) i povezuje grad sa aerodromom Pudong u duini od 30 km na kojoj je najvea zabeleena brzina 501 km/h. Pored toga irom sveta postoji nekoliko eksperimentalnih trasa na kojima je najvea do sada zabeleena brzina 581 km/h, a naunici pretpostavljaju da je teorijski mogue dostii brzine od oko 900 km/h. Jedna od najveih mana ovog sistema je visoka cena izgradnje, zbog koje je gradnja MAGLEV eleznica isplativa samo na deonicama na kojima se prevozi velika koliina putnika i dobara, iako je cena samog odravanja (kako vozova, tako i pruge) nakon izgradnje izuzetno niska.

    Slika 1.1 Transrapid-ov Transrapid09 u angaju

    3

    http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%91%D1%80%D0%B7%D0%B8_%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B8&action=edithttp://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D1%82%D1%81%D0%BA%D0%B0_%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%98%D0%B0http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%92%D0%BE%D0%B7http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D1%82%D1%81%D0%BA%D0%B0_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0&action=edithttp://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9B%D0%B5%D0%B1%D0%B4%D0%B5%D1%9A%D0%B5&action=edithttp://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%96%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%BA%D0%B0_%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0&action=edithttp://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D0%B0_%D1%82%D1%80%D0%B5%D1%9A%D0%B0&action=edithttp://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%92%D0%BE%D0%B7http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D0%B0_%D0%BE%D1%82%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%B0_%D0%B2%D0%B0%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%85%D0%B0&action=edithttp://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%91%D1%80%D0%B7%D0%B8%D0%BD%D0%B0http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%A8%D0%B0%D0%BD%D0%B3%D0%B0%D1%98http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%90%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BC_%D0%9F%D1%83%D0%B4%D0%BE%D0%BD%D0%B3&action=edithttp://sr.wikipedia.org/sr-el/Kmhttp://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Km/h&action=edithttp://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%95%D0%BA%D1%81%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Km/h&action=edithttp://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Km/h&action=edit

  • 2. Transrapid

    Transrapid International je nemaka kompanija za brze vozove koja koristi sistem magnetne levitacije. Bazirano na patentu iz 1934. godine, planiranje Transrapid-ovog sistema poelo je 1969. godine. Test objekat nalazi se u Emslandu, Nemaka. Godine 2004. prvi put je putena u rad pruga za brz prevoz putnika u angaju, Kina. Transrapid se jo ne koristi za prevoz putnika na velike daljine.

    Ne postoji bre prevozno sredstvo u kopnenom saobraaju od Transrapid-a. Novi elezniki sistemi omoguavaju visok stepen sigurnosti i komfora putnika, zadovoljavaju ekoloke standarde, ne zagauju okolinu, tihi su. Bezkontaktna tehnologija Transrapid-a je takoe veoma ekonomina zato to nema habanja i trenja. Zahteva veoma malu koliinu energije. Takoe, upravljaki trokovi su manji od trokova kod tradicionalnih eleznikih sistema. Dok su trokovi izgradnje skoro isti. Udobno putovanje Transrapid-om omoguava krae vreme putovanja i nije preterano skupo.

    Transrapid je najbitnija inovacija u eleznikom saobraaju jo od konstrukcija prvih eleznica. Super brzi maglev sistemi nemaju tokove. Transrapid koristi bezkontaktnu tehnologiju za levitaciju, upravljanje i vuu, nehabajuu elektroniku umesto mehanikih sistema. Nema tokove, prenosne mehanizme, reduktore, zupanike, osovine kao ni pantograf. Glavne karakteristike Transrapid maglev sistema su: Lebdenje bez kontakta i bez trenja, tehnologija voenja i pogona koja je nezavisna od trenja; Sinhroni uzduni linearni motor integrisan u voicu; Visok nivo sigurnosti i komfor pri svim brzinama putovanja; Visoka mo ubrzanja i koenja; Fleksibilno podeavanje ruta voice zahvaljujui malom preniku zakrivljenosti i visokom stepenu sposobnosti penjanja (10%); Nizak nivo buke; Niski utroci energije i mali operativni trokovi.

    4

  • 3. Tehnologija

    Slika 3.1 Transrapid, presek voza

    Transrapid je tii, ekonominiji i troi manje energije od bilo kog drugog eleznikog sistema. Praktino, ne postoji mogunost da voz ispadne iz ina, a udobnost je vrhunska pri svim brzinama.Voica puta Transrapid-a zahteva manje prostora od standardnih pruga i moe se fleksibilno podeavati kako bi se prilagodila postojeim prirodnim predelima i terenu.

    Transrapid za pogon koristi linearni motor. Sinhroni uzduni linearni motor slui i kao sistem za vonju i kao sistem za koenje. Linearni motor radi na istom principu kao i motor sa obrtnim rotorom.

    Linearni elektromotor je poseban oblik elektromotora bez rotirajuih delova, odnosno rotora. Moe se zamisliti da je klasini motor uzduno prerezan sve do ose rotacije, te su se onda rotor i stator razvili. Izmeu tako dobijene statorske i rotorske povrine, umesto obrtnog momenta deluje linearna sila (po kojoj je nazvan), ijim dejstvom dolazi do linearnog kretanja i vrenja mehanikog rada. Stator je razvuen preko cele duine pruge. Naizmenina struja generie magnetsko polje koje pokree vozilo bez kontakta. Magneti koji se nalaze u vozilu imaju ulogu rotora. Magnetno obrtno polje se prostire samo u jednom smeru. Tako se praktino postie nemogunost sudara. Na jednoj sekciji nalazi se samo jedan voz koji se kree u datom smeru.

    Transrapid zahteva malo energije, svi sistemi se napajaju iz energije harmoninih oscilacija magnetskog polja statora linearnog motora koji se nalazi na pruzi. U sluaju prekida napajanja vozovi su snabdeveni baterijama koji odravaju levitaciju odreeno vreme. Voz se ne oslanja na ine ve preko visoko pouzdanog, elektronskog sistema kontrole lebdi na prosenom rastojanju od oko 10 mm od njegovih voica. Rastojanje izmeu vrha voice i donje strane vozila tokom lebdenja je 150 mm, to za posledicu ima tu prednost da Transrapid pree i preko nekih sitnijih objekata ili sloja snega.

    5

    http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%80http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%A0%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%80http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%9C%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D0%B0http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%A0%D0%B0%D0%B4

  • 3.1. Sistem levitacije

    Transrapid funkcionie po principu elektromagnetnog lebdenja. Koriste se sile privlaenja izmeu individualnih, elektronski kontrolisanih elektromagneta u samom vozilu i feromagnetske reakcije ina koje su instalirane na donjoj strani voica. Magneti oslonci podiu vozilo na gore sve do voica, dok ga magneti za voenje dre bono na trakama (Slika 3.1.1). Magneti oslanjanja i voenja su postavljeni sa obe strane du cele duine vozila (Slika 3.1.2). Sistem levitacije je napajan baterijama u vozilu koji je nezavisan od vunog sistema. Vozilo moe da lebdi do jednog asa bez eksternog napajanja. U toku vonje baterije za levitaciju se dopunjuju.

    Slika 3.1.1 Poloaj magneta

    6

  • Slika 3.1.2 Presek voza sa poloajem magneta za voenje i potporu

    3.2. Pogon

    Linearni motor Transrapid-ovog maglev sistema se koristi kako za vuu tako i

    koenje. Brzina moe biti konstantno regulisana menjanjem frekvencije struje. Ako je pravac kretanja obrnut, motor postaje generator koji koi vozilo bez kontakta. Elektrina energija moe biti rekuperirana.