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磁懸浮技術|中國創新磁懸浮技術！可在列車行駛中實現無線傳電，效率達92%

科學重器中國創新磁懸浮技術

磁懸浮技術|中國創新磁懸浮技術！可在列車行駛中實現無線傳電，效率達92%

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據參與該項目的研究人員稱 ， 中國科學家已經開發出一種方法 ， 可以在磁懸浮列車懸浮運行時向其無線傳輸電力 。 高速原型列車在測試運行期間達到了前所未有的效率 。
1.中國成功開發無線電力傳輸系統 ， 傳輸效率達92.4%
一部智能手機無線充電器的能效約為50% 。 根據最近的實驗 ， 當用路邊發射器給行駛中的電動汽車充電時 ， 有近80%被浪費了 。 然而在中國的東部城市青島市 ， 有一輛磁懸浮列車可以從軌道上的傳輸線圈吸收強大的電力 ， 效率最高可達92.4% 。 該列車的最高時速可達600公里/小時 。

圖源：中車株洲機車有限公司
中車青島四方的首席項目科學家吳東華在《西南交通大學學報》上發表的一篇論文中說 ， 實驗結果表明 ， 基于過去幾十年世界各地科學家和工程師的廣泛研究和實驗 ， 無線電力傳輸技術現在“在軌道交通中是可行的” 。
在高速磁懸浮技術中 ， 電源一直是一個重大的技術挑戰 。 雖然火車是靠磁力向前行駛的 ， 但車上的許多設備都需要電力 。 不過電池作為電源來說太大太重 ， 電線無法承受以極快速度與電源線接觸所產生的熱量和磨損 。
在日本和德國 ， 直線電機是懸浮列車上一種傳統的無線供電方式 ， 它可以通過直接從磁驅動力中獲取能量來高速發電 。 但據一些人估計 ， 在列車和鐵軌之間狹窄的縫隙中發生的電湍流可能會使電力傳輸效率降低50%以上 。 當火車?？吭谲囌緯r ， 直線電機不能產生任何電力 。
吳的團隊開發的無線電力傳輸系統可以看作是感應爐 。 他們的系統設計可以將直流電轉換成磁場 ， 并將銅線圈連接到鋼軌側面 。 當列車經過帶電線圈時 ， 底部的天線穿過磁場 ， 在感應的物理過程中產生電能 。
2.新技術可為列車提供170千瓦以上的電力
不過 ， 要在現實生活中實現這一想法并不容易 ， 因為額外的磁場可能會干擾驅動火車前進的磁力 。 相當大比例的磁能也會泄漏到環境中 ， 從而降低其整體效率 。
為了克服這些障礙 ， 吳和他的同事表示 ， 他們將專注于一些經常被忽視的小細節 ， 如發射線圈的布線方法和接收天線的形狀 ， 并提出了以前從未嘗試過的設計 。 現在 ， 他們的新技術可以在任何速度下為列車提供超過170千瓦的電力 ， 超過了單節車廂原型的電子硬件要求 。

給時速600公里的列車充電的難點在于給線圈通電 ， 這至少需要1秒鐘的時間 。 對此 ， 吳的團隊開發的一個線圈長度超過20米 ， 火車不到一眨眼就能通過 。
除此之外 ， 該技術在實際運用中還需要一個極其強大和精確的控制系統 ， 以便在列車到達前打開線圈 ， 然后在列車通過后關閉線圈 ， 否則整體效率將顯著降低 。
【磁懸浮技術|中國創新磁懸浮技術！可在列車行駛中實現無線傳電，效率達92%】無線電力傳輸的想法已經存在了一個多世紀 ， 中國算是該領域的后來者 ， 但近年來國家政府在開發該技術上投入了大量資金 。 據悉 ， 超高壓電網中的一些監控設備已經采用了無線供電 。 中國的研究人員也正在開發新技術 ， 從而建造一座天基太陽能發電場 ， 通過微波或激光束就將能量傳輸到地面 。

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