de la abur la levitatie magnetica
DESCRIPTION
De La Abur La Levitatie MagneticaTRANSCRIPT
De la abur la levitaţie De la abur la levitaţie magneticămagnetică
PProf.rof. ing. Nela Wamsiedel ing. Nela Wamsiedel
Grup Grup ŞŞcolar Ind. Tr. C.F. Buzcolar Ind. Tr. C.F. Buzăăuu
La inceput locomotivele cu abur se deplasau cu La inceput locomotivele cu abur se deplasau cu o viteza comparabilo viteza comparabilăă cu cea a unei tr cu cea a unei trăăsuri trassuri trasăă de doi cai.Din aceastde doi cai.Din aceastăă cauz cauzăă era cel mai mult era cel mai mult folositfolosităă in mine in mine şşi uzine.i uzine.
OdatOdatăă cu trecerea anilor performan cu trecerea anilor performanţţa crea creşşte si te si îîncepe dezvoltarea cncepe dezvoltarea căăilor ferate pentru cilor ferate pentru căăllăători.tori.
Printre primele locomotive putem aminti Printre primele locomotive putem aminti locomotiva The Rocket care era cea mai rapidlocomotiva The Rocket care era cea mai rapidăă locomotivlocomotivăă prinz prinzâând 48 km/h.nd 48 km/h.
De la abur la levitație magnetica
ÎÎncepncepâând cu secolul al XX-lea locomotivnd cu secolul al XX-lea locomotivaa cu abur a cu abur a fost treptat inlocuitfost treptat inlocuităă cu locomotiva diesel cu locomotiva diesel..
Pe continentul Nord-American la data de 5 Pe continentul Nord-American la data de 5 septembrie 1941 a fost septembrie 1941 a fost pusăpusă îîn funcn funcţţiune prima iune prima locomotivlocomotivăă din seria “Big Boy” a Union Pacific din seria “Big Boy” a Union Pacific îîn n oraoraşşul Ohama.ul Ohama.
De la abur la levitație magnetica
Schema animată de Schema animată de funcţionare a locomotivei cu funcţionare a locomotivei cu abur: abur: 1.1. balansoar; balansoar; 2.2. manivelă (are rolul de a manivelă (are rolul de a defaza sertarul cu un sfert defaza sertarul cu un sfert de ciclu faţă de manivela de ciclu faţă de manivela ataşată roţii motoare); ataşată roţii motoare); 3.3. tija ce acţionează sertarul; tija ce acţionează sertarul; 4.4. tija transversală tija transversală (îmbunătăţeşte (îmbunătăţeşte sincronizarea sertarului); sincronizarea sertarului); 5.5. pivot (ce conectează tija pivot (ce conectează tija principală de tija principală de tija transversală); transversală); 6.6. cilindrul cilindrul sertarului; sertarului; 7.7. cilindrul cilindrul principal; principal; 8.8. tija de reglare tija de reglare (acţionată de mecanic(acţionată de mecanic))
De la abur la levitație magnetica
Motivul principal aMotivul principal all scoaterii locomotivelor cu scoaterii locomotivelor cu abur este costul de abur este costul de îîntrentreţţinere ridicat.inere ridicat.
Azi locomotivele cu abur sunt folosite Azi locomotivele cu abur sunt folosite in in scopuri scopuri turistice.turistice. In RomIn Româânia putem da exemplu nia putem da exemplu locomotiva “Mocanita”,locomotiva de cale locomotiva “Mocanita”,locomotiva de cale feratferatăă cu ecartament cu ecartament îîngust (760 mm) ngust (760 mm)
De la abur la levitație magnetica
LocomotivLocomotivee diesel-electrice diesel-electrice
Locomotivele diesel-electriceLocomotivele diesel-electrice sunt sunt prevăzute cu prevăzute cu motor motor ddiesel iesel care care acacţţioneazioneazăă un generator de curent iar un generator de curent iar curentul la rcurentul la râândul lui acndul lui acţţioneazioneazăă motoarele electrice cuplate la osiile motoarele electrice cuplate la osiile roroţţilor.ilor.
Recordul mondial de vitezRecordul mondial de vitezăă a fost dobor a fost doborâât t de de acest tip de locomotivacest tip de locomotivă(Intercyti) ă(Intercyti) ……257 km/h.257 km/h.
De la abur la levitație magnetica
De la abur la levitație magnetica
De la abur la levitație magneticaDe la abur la levitație magnetica
Pentru a asigura un transport in Pentru a asigura un transport in
concordanţă cu cerinţele actuale:concordanţă cu cerinţele actuale:mai repedemai repedemai ieftinmai ieftinmai sigurmai sigurmai ecologicmai ecologic
Deci viteza de transport este principalul Deci viteza de transport este principalul
impediment al transportului feroviar! impediment al transportului feroviar!
Pentru a mări viteza de transport s-a Pentru a mări viteza de transport s-a perfecţionat infrastructura, s-au construit perfecţionat infrastructura, s-au construit
locomotive de mare putere şi a apărut TVG-ul, locomotive de mare putere şi a apărut TVG-ul, sau tren de mare viteză (franceză train à grande sau tren de mare viteză (franceză train à grande
vitesse)vitesse)..
De la abur la levitație magnetica
De la abur la levitație De la abur la levitație magneticamagnetica
Este un tren electric automotor, Este un tren electric automotor, care poate circula cu viteză mare (320 km/h)care poate circula cu viteză mare (320 km/h)
De la abur la levitație De la abur la levitație magneticamagnetica
Noul concept care s-a impus constă în „a ridica” Noul concept care s-a impus constă în „a ridica” trenul cu ajutorul forţei magnetice creeată de trenul cu ajutorul forţei magnetice creeată de
interacţiunea dintre câmpurile magnetice ale unei interacţiunea dintre câmpurile magnetice ale unei perechi electromagnet – magnet permanent sau perechi electromagnet – magnet permanent sau electromagnet – electromagnet şi de ai asigura electromagnet – electromagnet şi de ai asigura propulsia cu ajutorul unui motor magnetic liniar.propulsia cu ajutorul unui motor magnetic liniar.
Aşa s-a născut MAGLEV sau trenul cu levitaţie Aşa s-a născut MAGLEV sau trenul cu levitaţie magneticămagnetică..
De la abur la levitație De la abur la levitație magneticamagnetica
Forţa dezvoltată de cîmpul magnetic Forţa dezvoltată de cîmpul magnetic de inducţie magnetică B al unui magnet de inducţie magnetică B al unui magnet
(electromagnet) în imediata vecinătate a unui (electromagnet) în imediata vecinătate a unui pol, cu aria suprafeţei A, asupra unui material pol, cu aria suprafeţei A, asupra unui material feromagnetic cu permeabilitatea m, este:feromagnetic cu permeabilitatea m, este:
Pentru un electromagnet dintr-un material cu permeabilitate m, de lungime L, cu N spire, străbătut de un curent de intensitate I, inducţia magnetică este:
De la abur la levitatie De la abur la levitatie magneticamagnetica
Dacă forţa magnetică Fm echilibrează Dacă forţa magnetică Fm echilibrează greutatea =mg a trenului (Fm = G) se realizează greutatea =mg a trenului (Fm = G) se realizează
levitaţia, trenul “pluteşte” la câţiva cm de levitaţia, trenul “pluteşte” la câţiva cm de suportul de rularesuportul de rulare..
Propulsia se realizează cu ajutorul Propulsia se realizează cu ajutorul motoarelor electrice liniare, în care „statorul” se motoarelor electrice liniare, în care „statorul” se găseşte desfăşurat şi încastrat în calea de rulare găseşte desfăşurat şi încastrat în calea de rulare
iar rotorul este însăşi trenul.iar rotorul este însăşi trenul.
De la abur la levitatie magnetica
Un motor liniar sau un motor liniar de inducţie Un motor liniar sau un motor liniar de inducţie este, în esenţă, un motor electric de curent alternativ, este, în esenţă, un motor electric de curent alternativ, care are un stator "desfăşurat", astfel încât în loc de a care are un stator "desfăşurat", astfel încât în loc de a produce un cuplu (de rotaţie) produce o forţă liniară pe produce un cuplu (de rotaţie) produce o forţă liniară pe toată lungimea sa.toată lungimea sa.
De la abur la levitatie magnetica
1. 1. Tehnologie care se bazează Tehnologie care se bazează pe electromagneţipe electromagneţi adaptabili (levitaţieadaptabili (levitaţie electromagnetică sau EMS).electromagnetică sau EMS).
Levitaţia se realizează cu Levitaţia se realizează cu interacţiunea de atracţie dintre magneţi interacţiunea de atracţie dintre magneţi permanenţi şi elecromagneţi servo-permanenţi şi elecromagneţi servo-stabilizaţi. La fel şi pentru ghidaj. stabilizaţi. La fel şi pentru ghidaj. Configuraţia trenului pe calea de rulare Configuraţia trenului pe calea de rulare este redată în următoarele imagini:este redată în următoarele imagini:
De la abur la levitatie magnetica
De la abur la levitatie magnetica
De la abur la levitatie magnetica 2. 2. Tehnologie care se bazează pe Tehnologie care se bazează pe
magneţi supraconductori magneţi supraconductori (suspensie (suspensie electrodinamică sau EDS).electrodinamică sau EDS). Levitaţia se Levitaţia se realizează cu interacţiunea de realizează cu interacţiunea de respingere dintre elecromagneţi. La fel respingere dintre elecromagneţi. La fel şi pentru ghidaj. Trenul conţine bobine şi pentru ghidaj. Trenul conţine bobine magnetice din supraconductori iar calea magnetice din supraconductori iar calea de rulare bobine normale. Configuraţia de rulare bobine normale. Configuraţia trenului pe calea de rulare este redată trenului pe calea de rulare este redată înîn
următoarele imagini:următoarele imagini:
De la abur la levitatie magnetica
33. T. Tehnologie potenţial mai ieftină, care foloseşte ehnologie potenţial mai ieftină, care foloseşte magneţi permanenţi (Inductrack).magneţi permanenţi (Inductrack).
4. T4. Tehnologie care se bazează pe suspensia ehnologie care se bazează pe suspensia magnetodinamică (MDS), recent inventată şi magnetodinamică (MDS), recent inventată şi deocamdată puţin testată.deocamdată puţin testată.
Spre deosebire de trenurile clasice, nu există Spre deosebire de trenurile clasice, nu există contact cu şinacontact cu şina, , ceea ce reduce forţele de ceea ce reduce forţele de frecare şi permite atingerea unor viteze foarte frecare şi permite atingerea unor viteze foarte mari (anumite sisteme ajung la 550 km/h).mari (anumite sisteme ajung la 550 km/h).
Viteze mai mariViteze mai mari Nu exista riscul de deraiereNu exista riscul de deraiere Acceleratii mai mariAcceleratii mai mari Randament energetic superiorRandament energetic superior Poluare sonora foarte redusaPoluare sonora foarte redusa Pot urca pante mai abruptePot urca pante mai abrupte
Cost foarte ridicat pentru constructia Cost foarte ridicat pentru constructia infrastructuriiinfrastructurii
Necesita constructia cailor de rulare, Necesita constructia cailor de rulare, nefiind compatibile cu retelele nefiind compatibile cu retelele traditionaletraditionale
Nu este adaptat la transportul de Nu este adaptat la transportul de marfamarfa