2021軌博會|中車株洲電機:“動力心臟”為磁浮插上“翅膀”

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中車株洲電機員工正在組裝生產。實習生何彪攝 |
人民網長沙12月6日電 走進中車株洲電機公司的生產車間,一條條忙碌著的生產線映入眼帘。“磁浮列車正常運行的兩個關鍵,一是‘浮起來’,二是‘跑起來’。讓列車‘浮起來’的奧秘是電磁鐵﹔而讓列車‘跑起來’的關鍵則是直線電機。”中車株洲電機公司磁浮產品研究所所長何雲風介紹說。
今年7月,世界首套時速600公裡高速磁浮交通系統下線,其核心動力裝備——直線電機和電磁鐵由中車株洲電機公司研制。
產生磁吸力的電磁鐵好比是“無影腿”,能夠使車輛保持一定間隙穩定懸浮於軌道上方,“貼地”高速飛行。在如何讓列車“浮起來”上,時速600公裡高速磁浮列車用懸浮電磁鐵,電磁間隙12.5mm,勵磁電流30A時,電磁鐵吸力45kN,具有較好的耐開裂性能。同時,電磁鐵還具有發電作用,在車輛達到一定運行速度后,能利用諧波發電給車載蓄電池充電,實現車輛的非接觸供電,保証車輛高速運行的供電可靠性。
而在讓列車“跑起來”方面,時速600公裡高速磁浮列車採用長定子直線電機作為強勁“動力心臟”,定子和轉子分別安裝在磁浮軌道和磁浮列車上,僅依靠電磁力直接驅動電機動子運動,電能轉化為列車前進的動能,實現了無接觸傳遞力,引導推動列車前行,具有爬坡能力強、噪音小等特點。
“高速磁浮採用的是‘抱軌’方式運行,牽引供電系統布置在地面,採用分段供電,同一供電區間隻能有一列車行駛,列車基本沒有脫軌和追尾風險。”何雲風表示。
“抱軌”的運行方式與輪軌列車相比,沒有傳統的“車輪”,行駛時與軌道不發生接觸,無輪軌摩擦,具備能效高、能耗低、安全性高、環境友好性強、速度快、可快起快停等優勢,維護量也更少,具備全壽命周期成本優勢。
除了在高速磁浮動力裝備方面,中車株洲電機大放異彩,在中低速磁浮動力裝備研制上,中車株洲電機也取得了突破,其中最具代表性的是鳳凰磁浮列車動力裝備。它是中車株洲電機公司研制的中低速磁浮短定子直線感應電機和懸浮電磁鐵。
配套鳳凰磁浮列車的TMC-35型懸浮電磁鐵,具有懸浮力大,耐候能力強、免維護等優點。電磁鐵性能相較於長沙100km/h磁浮的電磁鐵,其在懸浮間隙增加12.5%的前提下,懸浮力依然增加了6%,是行業懸浮能力最強的電磁鐵,其懸浮力裕量增加,使得其更能適應車輛快速運行,且滿足鳳凰磁浮短站間距、快啟快停運行模式要求,能夠使列車搭載更多的游客,實現與鳳凰磁浮線的匹配。
配套鳳凰磁浮列車的中低速磁浮短定子直線感應電機具有結構簡單、重量輕、耐候性強等優點,該電機為無軸承配置,維護成本低,可靠性高,噪聲低。它採用鋁導體,減少懸浮重量,在鹽霧、風沙、冰雹等戶外環境下都有非常好的耐候性,同時還具有良好的防水性能。
何雲風介紹,近年來,中車株洲電機公司聚焦磁懸浮的關鍵核心電磁系統的研究和突破,主要包括電磁算法研究、結構創新、關鍵制造技術攻關、性能優化、可靠性提升,最終實現全壽命周期成本的降低。同時,搭建了中低速磁浮時速100、120、160公裡短定子直線電機電磁系統以及時速200公裡長定子直線電機電磁系統技術平台。
“作為高端動力裝備研制企業,中車株洲電機公司未來將主要聚焦於時速200、600公裡長定子直線驅動磁浮工程化樣機試驗線的實現和運行考核,並對超導磁浮、低真空管道磁浮等前沿技術跟蹤研究,讓國內磁浮技術持續領先。”何雲風表示。(向宇、實習生何彪)
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