天津工大成功研制高鐵無線電能傳輸技術(shù)

 

　　2014中國科協(xié)夏季科學(xué)展12日在中國科技館開幕。天津工業(yè)大學(xué)研制的高速列車無線電能傳輸技術(shù)，以其極為靈活的無線供電方式，對(duì)高效電能安全可靠地傳輸與利用，被中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)列為10項(xiàng)引領(lǐng)未來的科學(xué)技術(shù)之一。

 

　　此項(xiàng)技術(shù)由天津工業(yè)大學(xué)工程電磁場(chǎng)與磁技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)研究開發(fā)。該團(tuán)隊(duì)帶頭人楊慶新教授告訴記者，在現(xiàn)代化軌道交通領(lǐng)域，可靠供電是高鐵列車安全運(yùn)行的保障。

 

　　目前，高鐵列車采用的直接滑動(dòng)接觸供電方式，在安全性上和便捷性上都有著不可避免的缺陷。據(jù)了解，受電弓與接觸網(wǎng)間的摩擦磨損、振動(dòng)離線、打弧以及覆冰等惡劣天氣影響都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的斷電隱患。并且，隨著高鐵列車不斷提速，為保證高達(dá)10MW的用電功率，列車必須采用多個(gè)受電模塊接收電能并進(jìn)行電能質(zhì)量管理才能滿足運(yùn)行需要，“滑動(dòng)接觸供電的缺點(diǎn)嚴(yán)重制約著高速鐵路的發(fā)展。”楊慶新說。

 

　　“無線供電技術(shù)可以徹底解決這些問題。”據(jù)楊慶新介紹，該技術(shù)根據(jù)高鐵列車在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的實(shí)際工況，充分考慮實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高速受流的因素，結(jié)合無線電能傳輸方法本身的特點(diǎn)，建立高速運(yùn)動(dòng)無線供電系統(tǒng)多物理場(chǎng)耦合模型，對(duì)無線電能傳輸特性進(jìn)行求解。通過分析動(dòng)生電勢(shì)與感生電勢(shì)的共同作用機(jī)理，設(shè)計(jì)并優(yōu)化供電體與受電體的非對(duì)稱磁場(chǎng)耦合結(jié)構(gòu)，研究無線供電模式下的高速穩(wěn)定受流問題，從而建立起高速鐵路新型無線供電驅(qū)動(dòng)模式及分析評(píng)價(jià)體系。

 

　　無線電能傳輸指的是電能從電源端到負(fù)載端不用電線的傳輸方式。自2012年，世界經(jīng)濟(jì)論壇新興技術(shù)全球議程理事會(huì)連續(xù)兩屆，都將“無線供電技術(shù)”列為對(duì)世界影響最大、最有可能為全球面臨的挑戰(zhàn)提供答案的十大新興技術(shù)之一。到目前為止，安全、可靠地應(yīng)用于高速列車的無線供電技術(shù)，國內(nèi)外還未見有相關(guān)研究成果發(fā)表。而楊慶新教授團(tuán)隊(duì)的高速列車無線電能傳輸技術(shù)有望成為高鐵列車革命性的供電新模式。