นิรนาม

ผู้เขียน : นิรนาม

อัพเดท: 15 ม.ค. 2015 08.25 น. บทความนี้มีผู้ชม: 51768 ครั้ง

www.thummech.com
การคมนาคมที่รวดเร็วที่รองลงมาจากเครื่องบินในปัจจุบัน ก็คงหนีไม่พ้นรถไฟที่มีความเร็วสูง หรือที่เรียกกันว่า "รถไฟหัวกระสุน" บทความนี้จะเป็นตัวจุดประกายแนวคิดในเทคโนโลยีเกี่ยวกับความเร็วในการเดินทาง


ระบบการรองรับการเคลื่อนที่ไฟฟ้า (จบ)

ระบบการรองรับการเคลื่อนที่ไฟฟ้า (Electrodynamic Suspension: EDS)

            วิศวกรญี่ปุ่นได้ทำการพัฒนา รถไฟหัวกระสุนที่ใช้ ระบบรองรับการเคลื่อนที่ไฟฟ้า พื้นฐานคือใช้แรงขับดันของแม่เหล็ก ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างรถไฟความเร็วสูงของญี่ปุ่นกับเยอรมัน อยู่ที่รถไฟของญี่ปุ่นใช้สุดยอดความเย็นเหนือเย็น (Super-cooled) หรือระบบไครโอเจนิกส์ (Cryogenics) มาเป็นสุดยอดตัวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้า (Superconducting electromagnets) นำมาใช้ เป็นผลให้มีการใช้กำลังไฟฟ้าที่สร้างสนามแม่เหล็กใช้น้อยกว่าระบบของรถไฟของเยอรมัน

วิดีโอแสดงการยกตัวโดยใช้ความเย็น

http://www.youtube.com/watch?v=pY8ImrlE5Mk

            ส่วนในระบบ EMS มีเพียงการใช้ไฟฟ้าปล่อยเข้าคอยล์เพื่อสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น ซึ่งเป็นมาตรฐานการใช้ไฟฟ้าแม่เหล็ก กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำที่เป็นขดลวดคอยล์เท่านั้นถึงจะสามารถจ่ายกำลังงานได้ โดยทำความเย็นให้คอยล์ที่อุณหภูมิต่ำ ระบบของญี่ปุ่นจึงประหยัดพลังงาน อย่างไรก็ตามระบบไครโอเจนิกส์ (Cryogenic) มีข้อเสียอย่างหนึ่งก็คือระบบนี้จะมีราคาที่สูงมาก

            ความแตกต่างด้านอื่น ๆ ระหว่างระบบรถไฟความเร็วสูงที่ญี่ปุ่นสามารถยกรถไฟได้สูงถึง 10 เซนติเมตร เหนือราง อนึ่งข้อเสียด้อยในการใช้ระบบ EDS ในรถไฟความเร็วสูงนั้นก็คือ ต้องมีลูกกลิ้งล้อยางประคอง เมื่อรถไฟมีความเร็วถึง 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง วิศวกรญี่ปุ่นกล่าวถึงล้อจะสามารถใช้งานได้ ถ้ากำลังงานที่จ่ายให้ขัดข้อง จนระบบต้องปิดตัวเอง รถไฟขนส่งความเร็วสูงของประเทศเยอรมันจะมาพร้อมกับอุปกรณ์การจ่ายกำลังไฟฟ้าสำรองฉุกเฉิน เช่นกัน ผู้โดยสารจะมีการป้องกันไม่ให้มีอันตรายจากสนามแม่เหล็ก ที่สร้างขึ้นโดยสุดยอดตัวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

25769_rail 1.JPG

           

วิดีโอทดลองรางเหนี่ยวนำ

 http://www.youtube.com/watch?v=b1ke5OZL544

รางเหนี่ยวนำ (Inductrack) ใหม่กว่าประเภทของ EDS ที่ใช้แม่เหล็กถาวรที่อุณหภูมิห้อง ที่สร้างสนามแม่เหล็ก แทนที่กำลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า หรือสุดยอดแม่เหล็กเหนี่ยวนำความเย็น รางเหนี่ยวนำใช้แหล่งกำเนิดกำลัง ที่ความเร่งรถไฟภายหลังจากการลอยตัวขึ้น ถ้ามีความผิดพลาดในการจ่ายกำลัง รถไฟจะทำงานแล่นช้าลงอย่างช้า ๆ และหยุด รถก็ไม่ลอยตัวแต่จะมีล้อมารองรับ

            รางที่ใช้จริง การจัดเรียงของวงจรไฟฟ้าสายไฟที่หุ้มฉนวน หนึ่งในการออกแบบ วงจรนี้ทำงานได้ถูกต้องเป็นลำดับไป ขณะที่รถไฟเคลื่อนที่ แม่เหล็กไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็กให้ยกขบวนรถไฟขึ้นได้

การออกแบบรางเหนี่ยวนำ จะมีรางเหนี่ยวนำปฐมภูมิ และรางเหนี่ยวนำทุติยภูมิ รางเหนี่ยวนำปฐมภูมิออกแบบไว้เพื่อเวลาวิ่งด้วยความเร็วสูง ขณะที่รางเหนี่ยวนำทุติยภูมิใช้เพื่อเวลาวิ่งความเร็วต่ำ ขบวนรถไฟที่ถูกยกขึ้นเหนือรางเหนี่ยวนำนั้นต้องสามารถยกได้สูง และมีความเสถียรภาพในการลอยตัวให้มากที่สุด

25769_rail 2.JPG

เหตุที่ไม่นำแม่เหล็กถาวรมาใช้ในรางรถไฟความเร็วสูง ก็เนื่องจากแรงของแม่เหล็กถาวรนั้นมีแรงไม่เพียงพอในการยกตัวของขบวนรถ รางเหนี่ยวนำออกแบบให้มีการจัดเรียงสนามแม่เหล็ก (Halbach array) ที่ดีเพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงที่สุดในการทำงาน แม่เหล็กรอบ      ๆ ตัวจะมีความเข้มข้นของสนามแม่เหล็ก อยู่ข้างใต้ของขบวนรถไฟหัวกระสุน รางเหนี่ยวนำทำมาจากวัสดุผสมสมัยใหม่ คือโลหะผสมนีโอไดเมียม-ไอรอน-โบรอน (Neodymium-iron-boron alloy; NdFeB)

25769_rail 3.JPG

แม่เหล็กโลหะผสมนีโอไดเมียม-ไอรอน-โบรอน

ซึ่งจะผลิตสนามแม่เหล็กความเข้มข้นสูงออกมา การออกแบบรางเหนี่ยวนำทุติยภูมิ จะมีระบบการจัดเรียงสนามแม่เหล็ก อยู่สองส่วนเพื่อให้มีการสร้างสนามแม่เหล็กที่เข้มข้นเพื่อใช้ในการวิ่งที่ความเร็วต่ำ


บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที