韓國(guó)磁懸浮列車發(fā)展

1、韓國(guó)磁懸浮列車開展摘要:介紹了韓國(guó)磁懸浮列車的開展歷程和方向。關(guān)鍵詞:磁懸浮列車;開展;韓國(guó)1概述韓國(guó)開展磁懸浮列車主要用于解決大城市的交通問(wèn)題。近些年來(lái),汽車數(shù)量的急劇增加,使韓國(guó)大城市的市區(qū)交通擁擠不堪。磁懸浮系統(tǒng)以其較小的建造本錢、較低的運(yùn)行和維護(hù)代價(jià)以及對(duì)環(huán)境的友好性等優(yōu)良品質(zhì),使其日益成為將來(lái)城市交通運(yùn)輸?shù)拈_展形式。最近幾年,韓國(guó)磁懸浮列車技術(shù)開展迅速。韓國(guó)磁懸浮的開展過(guò)程經(jīng)歷了研究單位獨(dú)立開發(fā)、中期合作和商業(yè)化嘗試等3個(gè)階段。2獨(dú)立開發(fā)階段(1985年1993年)在第一階段(1985年1993年),3個(gè)獨(dú)立的團(tuán)體即韓國(guó)機(jī)械材料協(xié)會(huì)ki(kreainstitutefahineanda

2、terials)、現(xiàn)代(hyundai)和大宇(dae)分別開發(fā)不同形式的磁懸浮技術(shù)?，F(xiàn)代組織的daejn93博覽會(huì)成果顯著。在第一階段,開發(fā)了各種磁懸浮技術(shù),并推出了2輛展覽車輛1。2.1現(xiàn)代hl現(xiàn)代精細(xì)加工公司(hyundaipreisinindus-try.)從20世紀(jì)80年代中期開場(chǎng)研究磁懸浮技術(shù)。第1輛技術(shù)論證車型hl-01于1985年完成,采用德國(guó)電磁懸浮形式,目的是進(jìn)展實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。隨后現(xiàn)代公司又開發(fā)出hl-02作進(jìn)一步的評(píng)估。1993年開發(fā)出全尺寸示范車hl-03,目的是進(jìn)展市區(qū)交通運(yùn)輸。韓國(guó)現(xiàn)代磁懸浮列車系統(tǒng)采用hsst技術(shù),車重23t,最高速度50k/h,載客40人,隨后在大

3、田taejen博覽會(huì)上向公眾作了展示。在這個(gè)為期3個(gè)月(1993-08-061993-11-10)的博覽會(huì)上,該車在長(zhǎng)560的試驗(yàn)軌道上搭載了120000名乘客。當(dāng)時(shí)這些技術(shù)在簡(jiǎn)單的展覽軌道上行駛是足夠的,但是它們商業(yè)應(yīng)用的可靠性受到質(zhì)疑2,3。2.2大宇dv1989年,大宇重工啟動(dòng)了一個(gè)研發(fā)工程,其目的是以磁懸浮列車的形式提供一種新的群眾運(yùn)輸系統(tǒng)。1992年10月,3輛實(shí)際大小的磁懸浮列車被成功制造出來(lái),并在長(zhǎng)100的大宇線上通過(guò)了所有性能標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試試驗(yàn)。后來(lái)一直采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)展可靠性試驗(yàn),以完善其運(yùn)行品質(zhì),同時(shí)通過(guò)提供多單元或者輕型車輛方式,進(jìn)展增加座位容量的研究。初始試驗(yàn)在一個(gè)只有實(shí)際大

4、小13的車上進(jìn)展。表1是大宇dv磁懸浮列車系統(tǒng)的主要參數(shù)。大宇磁懸浮系統(tǒng)(dv-92)用于城市內(nèi)部如市區(qū)和郊區(qū)之間,或機(jī)場(chǎng)和城市之間的交通運(yùn)輸。1995年開場(chǎng)制造150個(gè)座位、2輛編組的車輛,方案應(yīng)用到商業(yè)運(yùn)營(yíng)中4。3中期合作階段(1994年1998年)第二階段是韓國(guó)機(jī)械材料協(xié)會(huì)和現(xiàn)代開場(chǎng)合作的時(shí)期。4年規(guī)劃的目的(1994年1998年)是在1998年制造出2輛編組的商業(yè)化城市運(yùn)輸磁懸浮系統(tǒng)車輛樣機(jī),目的是代替地鐵和輕軌,在2000年能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化效勞。這和第一階段有顯著的不同,該階段商業(yè)化目的已經(jīng)很明晰3。韓國(guó)機(jī)械材料協(xié)會(huì)結(jié)合現(xiàn)代于1994年開場(chǎng)一項(xiàng)科技部資助的中低速磁懸浮列車工程krsagl

5、ev。他們合作設(shè)計(jì)的ut運(yùn)輸系統(tǒng)(urbantransitaglev)商業(yè)化樣機(jī)ut-01于1997年11月完成。隨后在ki內(nèi)部建造的長(zhǎng)13k(直線局部400,最小曲線半徑60,坡度為6,1個(gè)道岔)的韓國(guó)羽田taeduk試驗(yàn)線上進(jìn)展了全面的試驗(yàn),最高速度可以到達(dá)65k/h或70k/h。軌道試驗(yàn)方案于1998年年底完成,但轉(zhuǎn)向架試驗(yàn)于1998年10月在局部完成的軌道上進(jìn)展。每輛車可以承載120名乘客。采用德國(guó)電磁懸浮和直線感應(yīng)電機(jī)推進(jìn),最高設(shè)計(jì)速度100k/h,最大加速度為1。0/s2。為了超過(guò)當(dāng)時(shí)的輪軌列車,再進(jìn)步運(yùn)行速度也是可能的。ut-01車長(zhǎng)13。6、寬3、高3.96。列車由2輛車編組,

6、每輛車由3臺(tái)轉(zhuǎn)向架支撐。軌道試驗(yàn)條件和韓國(guó)一些山區(qū)道路的特性相符。假如除去開山和挖隧道的代價(jià),磁懸浮的本錢是很低的。集成化技術(shù)包括韓國(guó)國(guó)產(chǎn)化輕型車輛的設(shè)計(jì)與制造、懸浮和推進(jìn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng),以及一些組件如換流器和斬波器等?，F(xiàn)代公司正致力于研究和德國(guó)高速列車transrapid概念相似的高速磁懸浮列車,但如今還處于試驗(yàn)階段5。表2是硬件制造和試驗(yàn)進(jìn)度表。首先進(jìn)展轉(zhuǎn)向架的系列試驗(yàn),目的是試驗(yàn)轉(zhuǎn)向架和車輛在彎道上的協(xié)同才能。在轉(zhuǎn)向架和第1輛車的試驗(yàn)期間,車輛操作是手動(dòng)的,但是從第2輛車開場(chǎng)同時(shí)采用手動(dòng)和自動(dòng)操作。車輛系統(tǒng)的主要參數(shù)見表3。該階段涉及到以下一些關(guān)鍵技術(shù):(1)包括數(shù)字和模擬2種類型的控制

7、器(主控制器是數(shù)字的,模擬的用作冗余);(2)在靜止?fàn)顟B(tài)下,新電磁鐵的懸浮力可以到達(dá)自重的7.0倍;(3)可靠性有了很大改良的主要電力變換設(shè)備vvvf;(4)精度可以到達(dá)10的車輛定位和速度檢測(cè)裝置;(5)經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)的可靠和高效的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)3。該階段的重點(diǎn)是根據(jù)不同的技術(shù)程度和系統(tǒng)程度進(jìn)展完好的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)采集。在以往的試驗(yàn)中,主要故障發(fā)生在斬波器與逆變器等大功率電子線路方面。這些故障主要是由于缺乏保護(hù)電路和過(guò)激的振動(dòng)而引起的。該階段通過(guò)大量的技術(shù)改良和軌道試驗(yàn)的驗(yàn)證,根本到達(dá)商業(yè)化的應(yīng)用程度。4商業(yè)化嘗試階段(1999年至今)最近幾年韓國(guó)磁懸浮技術(shù)開展很快,力爭(zhēng)早日推出商業(yè)化的磁懸浮

8、運(yùn)營(yíng)線路。該階段主要對(duì)ut-01進(jìn)展改良并開展ut-02的開發(fā)工作。rte公司也推出自己的磁懸浮列車。4.1ut-01的改良及ut-02的開發(fā)1998年6月,韓國(guó)機(jī)械材料學(xué)會(huì)與韓國(guó)鐵道制造公司(kr)合作,推出2輛編組的ut-01磁懸浮列車。此后的3年里所進(jìn)展的ut-01運(yùn)行試驗(yàn)證實(shí),其根本性能是可靠的,但是整個(gè)系統(tǒng)的可靠性還沒(méi)有到達(dá)預(yù)期效果。為了進(jìn)展商業(yè)應(yīng)用,各個(gè)子系統(tǒng)還需要改良。圖1是試驗(yàn)中的ut-01車輛。當(dāng)速度為40k/h、加速度為0.8/s2時(shí),在車上測(cè)得的懸浮間隙波動(dòng)為2.5。最大噪聲為72db(a)。經(jīng)歷了3年的試驗(yàn)認(rèn)為,仍需進(jìn)展以下一些改良:(1)2種方式保證懸浮控制器平安;(

9、2)減小線路接縫處懸浮間隙波動(dòng);(3)小彎道(半徑小于40)的通過(guò)才能;(4)直線電機(jī)效率;(5)降低主要電力設(shè)備如vvvf、d/d斬波器的噪聲;(6)減輕車輛自重;(7)縮短道岔切換時(shí)間及引進(jìn)自動(dòng)駕駛控制等。其中es系統(tǒng)的懸浮控制器是商業(yè)化的一個(gè)關(guān)鍵。由于這是本質(zhì)不穩(wěn)定的系統(tǒng),所以對(duì)局部間隙傳感器或加速度計(jì)、電磁鐵驅(qū)動(dòng)器以及控制器等硬件故障情形進(jìn)展了容錯(cuò)控制技術(shù)研究,以保證懸浮系統(tǒng)穩(wěn)定6-8。2002年,韓國(guó)政府批準(zhǔn)了1個(gè)4年方案,以建造1種新式的2輛編組磁懸浮列車ut-02。ut-02和ut-01的主要參數(shù)見表4,ut-02的時(shí)間推進(jìn)表見表5。4.2rtelv1999年,韓國(guó)現(xiàn)代、大宇和韓

10、進(jìn)重工(hanjingrup)三家車輛制造單位合并成韓國(guó)軌道公司(krs),2002年krs改組,更名為rte。rte公司已經(jīng)成功開發(fā)了磁懸浮車輛lv(圖2、圖3),其根本參數(shù)和性能見表6,rtelv的近期、遠(yuǎn)期方案見表7。磁懸浮車輛lv速度快而且平安舒適,是將來(lái)理想的群眾運(yùn)輸系統(tǒng)。由于在環(huán)境保護(hù)方面幾乎沒(méi)有噪聲、振動(dòng)和空氣污染,所以磁懸浮車輛非常符合人們的需求9。如今人們感興趣的“城市磁懸副是用于城市和城郊運(yùn)輸?shù)?、安靜低速的磁懸浮列車設(shè)計(jì),它的最高速度通常在193k/h(120ile/h)以下。rte已經(jīng)著手商業(yè)部、工業(yè)部和能源部的結(jié)合工程城市運(yùn)輸磁懸浮rut(rteurbantransit

11、aglev)的開發(fā)(圖4)。研發(fā)從2022年10月起到2022年9月止,目的是作為城市運(yùn)輸應(yīng)用的商業(yè)化樣機(jī)。內(nèi)容包括高性能的車輛、信號(hào)(atp/at)系統(tǒng),以及試驗(yàn)和評(píng)估等9。2022年5月11日,韓國(guó)鐵路車輛企業(yè)rte和韓國(guó)機(jī)械材料學(xué)會(huì)在大田研究院大院內(nèi)的長(zhǎng)1.3k線路上成功進(jìn)展了結(jié)合開發(fā)的磁懸浮列車試運(yùn)行。該列車大幅改善了1993年在大田世博會(huì)使用過(guò)的磁懸浮列車的性能,最高速度可達(dá)110k/h,一節(jié)車廂最多可乘坐135人。從2022年春開場(chǎng),普通人也將可以乘坐該列車。rte公司方案依靠科技部的支援,在大田世博會(huì)公園和國(guó)立中央科學(xué)館之間建立磁懸浮列車線路,并于2022年4月通車。因此,預(yù)計(jì)韓

12、國(guó)將繼德國(guó)、日本之后成為第3個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁懸浮列車商業(yè)化的國(guó)家。5完畢語(yǔ)由于中國(guó)高速線和名古屋東部丘陵線相繼商業(yè)化,韓國(guó)政府開場(chǎng)對(duì)磁懸浮技術(shù)表示很濃的興趣。韓國(guó)人口密集,大城市交通擁擠。因?yàn)榈罔F系統(tǒng)造價(jià)昂貴,所以,一旦確認(rèn)磁懸浮是平安和適應(yīng)環(huán)境的可供選擇的交通工具時(shí),磁懸浮列車的商業(yè)化就只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。2022年,磁懸浮列車商業(yè)化納入韓國(guó)國(guó)家星火工程,完全采用韓國(guó)國(guó)產(chǎn)化技術(shù),方案2022年正式商業(yè)運(yùn)營(yíng),屆時(shí)磁懸浮列車將會(huì)在韓國(guó)有廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn):1in-kunki,hyun-kaphung,n-hany.statusftheaglevdevelpentinkrea.the15th

13、internatinaln-ferenenagnetiallylevitatedsystesandlineardrives,aglev98,12th-15thapril,1998,t.fuji,japan.2in-kunki,etal.aglevprgrasinkrea.13thinterna-tinalnferenenagnetiallylevitatedsystesandlineardrives.ay19-21,1993,hiag,usa.3in-kunki,etal.statusftheaglevdevelpentinkrea.asstransitpatibilitynferene,septeber17-22,1994dallas/frtrth,usa