天津工业大学高铁成 天津工业大学研制新技术 使高速列车无线输电成为可能
天津工业大学研制出高速列车无线电能传输技术,该技术为高速列车提供了极为灵活的无线供电方式,实现了电能的高效传输与利用,而且更加安全可靠。被中国科学技术协会列为10项引领未来的科学技术之一。
在现代化轨道交通领域,可靠供电是高铁列车安全运行的保障。高铁列车的供电方式采用受电弓滑板和接触网导线的直接滑动接触,这种方式存在受电弓与接触网间的摩擦磨损、振动离线、打弧以及覆冰等恶劣天气造成的断电问题。
高铁列车的用电功率可达10MW,随着高铁列车不断提速,必须采用多个受电模块接收电能并进行电能质量管理后才能满足列车运行的需要,滑动接触供电的缺点将严重制约其发展。到目前为止,对于高铁列车的稳定、可靠无线供电技术,国内外还未见有研究成果发表。
天津工业大学工程电磁场与磁技术研究团队以高铁列车采用无线供电方式为终极目标,研究解决受电体相对供电体高速运动情况下所遇到的理论与实际问题,并提供安全电磁环境,从而获得稳定、安全、可靠的无线供电技术。该技术有望成为高铁列车革命性的供电新模式,对促进世界高速铁路的发展具有里程碑意义。
该研究团队根据高铁列车在高速运动状态下的实际工况,充分考虑实现稳定高速受流的因素,结合无线电能传输方法本身的特点,建立高速运动无线供电系统多物理场耦合模型,对无线电能传输特性进行求解,分析动生电势与感生电势的共同作用机理,设计并优化供电体与受电体的非对称磁场耦合结构,研究无线供电模式下的高速稳定受流问题,并进行实验验证,从而建立高速铁路新型无线供电驱动模式及分析评价体系。
该研发团队负责人、天津工业大学校长杨庆新教授说:"我们团队研发的高速列车无线电能传输技术,可以从根本上避免弓网的滑动磨损、打弧、离线和振动接触及外部环境的影响,从而显著提高受流质量,为高速列车提供了极为灵活的无线供电方式,实现了电能的高效传输与利用,而且比传统的滑动供电方式更加高效、安全、可靠。"
无线电能传输指的是电能从电源端到负载端不用电线的传输方式。无线电能传输理论早在19世纪末就被Nikola Tesla提出,此后相关研究从未停止。近年来,无线电能传输技术在能源交通、航空航天、移动通信、人体植入器件等方面呈现了更为广阔的发展空间,因此备受关注。
2012年、2013年 ,世界经济论坛(WEF)新兴技术全球议程理事会连续两年将"无线供电技术"列为对世界影响最大、最有可能为全球面临的挑战提供答案的十大新兴技术之一。
