การชาร์จแบบไร้สายสำหรับรถไฟ maglev 600 กม./ชม

นักวิทยาศาสตร์ จีนได้พัฒนาวิธีการจ่ายพลังงานแบบไร้สายให้กับ maglev ในขณะที่รถไฟกำลังลอยอยู่ บรรลุประสิทธิภาพที่ไม่เคยมีมาก่อนในการทดสอบ

รถไฟแม็กเลฟความเร็วสูงกว่า 600 กม./ชม. กำลังวิ่งอยู่ในชิงเต่า

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องชาร์จไร้สายทั่วไปสำหรับสมาร์ทโฟนอยู่ที่ประมาณ 50% เมื่อชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าริมถนน พลังงานเกือบ 80% จะหายไป ตามการทดลองล่าสุด แต่แม็กเลฟในเมืองชิงเต่า มณฑลซานตง ทางตะวันออกของจีน ได้รับการออกแบบให้เดินทางด้วยความเร็วสูงสุด 600 กม./ชม. ในขณะที่ถูกระงับด้วยแรงแม่เหล็ก สามารถเก็บไฟฟ้าจากขดลวดส่งสัญญาณที่รางได้อย่างมีประสิทธิภาพ 92.4%

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการส่งพลังงานแบบไร้สายจากการวิจัยของนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรทั่วโลกในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมาขณะนี้มีความเป็นไปได้สำหรับการจราจรทางรถไฟ ตามที่ Wu Donghua หัวหน้าโครงการ Qingdao Sifang CRRC ของบริษัท Qingdao Sifang CRRC กล่าว Wu และเพื่อนร่วมงานได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาในวารสาร Southwest Jiaotong University

แหล่งจ่ายไฟเป็นความท้าทายทางเทคนิคที่สำคัญในเทคโนโลยีแม็กเลฟความเร็วสูง แม้ว่ารถไฟจะขับเคลื่อนไปข้างหน้าด้วยแรงแม่เหล็ก แต่อุปกรณ์ส่วนใหญ่บนเรือต้องใช้ไฟฟ้า ก้อนแบตเตอรี่ที่ใช้เป็นแหล่งพลังงานนั้นดูใหญ่และหนักเกินไป และสายไฟก็ไม่สามารถทนต่อความร้อนและการขีดข่วนด้วยความเร็วสูงได้

มอเตอร์แนวราบ ซึ่งเป็นวิธีการจ่ายไฟแบบไร้สายแบบดั้งเดิมที่ใช้กับรถไฟ maglev ในญี่ปุ่นและเยอรมนี สามารถผลิตไฟฟ้าด้วยความเร็วสูงโดยรวบรวมพลังงานจากแรงแม่เหล็กโดยตรง อย่างไรก็ตาม การรบกวนทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในช่องว่างแคบ ๆ ระหว่างรถไฟกับรางสามารถลดประสิทธิภาพการส่งสัญญาณได้มากกว่า 50% เมื่อรถไฟจอดที่สถานี มอเตอร์แนวราบจะไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้

ระบบส่งกำลังแบบไร้สายที่พัฒนาโดยทีมวิจัยของ Wu ทำงานเหมือนกับเตาแม่เหล็กไฟฟ้า ระบบของพวกเขาถูกออกแบบมาเพื่อแปลงกระแสตรงเป็นสนามแม่เหล็กที่มีขดลวดทองแดงติดตั้งอยู่ที่ด้านข้างของราง เมื่อรถไฟวิ่งผ่านขดลวดประจุ เสาอากาศที่ด้านล่างของเรือเคลื่อนผ่านสนามแม่เหล็กและสร้างกระแสไฟฟ้าในระหว่างการเหนี่ยวนำ

การเปลี่ยนความคิดให้เป็นจริงไม่ใช่เรื่องง่ายเพราะสนามแม่เหล็กเพิ่มเติมสามารถได้รับอิทธิพลจากแรงแม่เหล็กที่ผลักเรือไปข้างหน้า แรงแม่เหล็กจำนวนมากจะสูญเสียไปยังตัวกลาง ทำให้ประสิทธิภาพการส่งไฟฟ้าลดลง เพื่อเอาชนะอุปสรรคเหล่านี้ Wu และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงมุ่งเน้นไปที่รายละเอียดเล็กๆ ที่มักถูกมองข้าม เช่น รูปทรงของเสาอากาศรับสัญญาณ และพัฒนาการออกแบบที่ไม่เคยมีมาก่อน

เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้มากกว่า 170 กิโลวัตต์ไปยังรถไฟทุกความเร็ว ซึ่งเกินความต้องการจากฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ในต้นแบบตู้โดยสารเดียว ความยากลำบากในการชาร์จรถไฟที่วิ่งด้วยความเร็ว 600 กม./ชม. อยู่ที่การจ่ายพลังงานให้กับขดลวด ซึ่งต้องใช้เวลาอย่างน้อยหนึ่งวินาที ขดลวดที่หวู่และทีมของเขาพัฒนาขึ้นนั้นมีความยาวมากกว่า 20 เมตร และเรือสามารถทะลุผ่านได้ในพริบตา

ทีมงานกล่าวว่าเทคโนโลยีที่พวกเขาเสนอต้องใช้ระบบควบคุมที่ทรงพลังและแม่นยำอย่างยิ่งในการเปิดขดลวดก่อนที่รถไฟจะมาถึงและปิดหลังจากที่รถไฟวิ่งผ่าน มิฉะนั้นประสิทธิภาพการส่งกำลังจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากระยะห่างระหว่างคอยส์ เรือยังต้องการระบบการจัดการพลังงานที่ดีเพื่อให้แน่ใจว่ามีการจ่ายไฟที่คงที่และเสถียร