走進(jìn)中車株洲電機公司的生產(chǎn)車間,一條條忙碌著的生產(chǎn)線映入眼簾。“磁浮列車正常運行的兩個關(guān)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(guān)鍵則是直線電機?!敝熊囍曛揠姍C公司磁浮產(chǎn)品研究所所長何云風(fēng)介紹說。
今年7月,世界首套時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)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(chǎn)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(wěn)定懸浮于軌道上方,“貼地”高速飛行。在如何讓列車“浮起來”上,時速600公里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(fā)電作用,在車輛達(dá)到一定運行速度后,能利用諧波發(fā)電給車載蓄電池充電,實現(xiàn)車輛的非接觸供電,保證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公里高速磁浮列車采用長定子直線電機作為強勁“動力心臟”,定子和轉(zhuǎn)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(qū)動電機動子運動,電能轉(zhuǎn)化為列車前進(jìn)的動能,實現(xiàn)了無接觸傳遞力,引導(dǎo)推動列車前行,具有爬坡能力強、噪音小等特點。
“高速磁浮采用的是‘抱軌’方式運行,牽引供電系統(tǒng)布置在地面,采用分段供電,同一供電區(qū)間只能有一列車行駛,列車基本沒有脫軌和追尾風(fēng)險?!焙卧骑L(fēng)表示。
“抱軌”的運行方式與輪軌列車相比,沒有傳統(tǒng)的“車輪”,行駛時與軌道不發(fā)生接觸,無輪軌摩擦,具備能效高、能耗低、安全性高、環(huán)境友好性強、速度快、可快起快停等優(yōu)勢,維護(hù)量也更少,具備全壽命周期成本優(yōu)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(yīng)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(hù)等優(yōu)點。電磁鐵性能相較于長沙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(yè)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(yīng)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(xiàn)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(yīng)電機具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、耐候性強等優(yōu)點,該電機為無軸承配置,維護(hù)成本低,可靠性高,噪聲低。它采用鋁導(dǎo)體,減少懸浮重量,在鹽霧、風(fēng)沙、冰雹等戶外環(huán)境下都有非常好的耐候性,同時還具有良好的防水性能。
何云風(fēng)介紹,近年來,中車株洲電機公司聚焦磁懸浮的關(guān)鍵核心電磁系統(tǒng)的研究和突破,主要包括電磁算法研究、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、關(guān)鍵制造技術(shù)攻關(guān)、性能優(yōu)化、可靠性提升,最終實現(xiàn)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公里短定子直線電機電磁系統(tǒng)以及時速200公里長定子直線電機電磁系統(tǒng)技術(shù)平臺。
“作為高端動力裝備研制企業(yè),中車株洲電機公司未來將主要聚焦于時速200、600公里長定子直線驅(qū)動磁浮工程化樣機試驗線的實現(xiàn)和運行考核,并對超導(dǎo)磁浮、低真空管道磁浮等前沿技術(shù)跟蹤研究,讓國內(nèi)磁浮技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先。”何云風(fēng)表示。