Phương pháp sạc điện không dây cho tàu đệm từ 600km/h

Các nhà khoa học phát triển một phương pháp cung cấp điện không dây cho tàu đệm từ trong lúc tàu chạy lơ lửng, đạt hiệu quả chưa từng có khi chạy thử nghiệm.

Hiệu suất năng lượng của một thiết bị sạc không dây thông thường cho điện thoại thông minh vào khoảng 50%. Khi sạc cho xe điện đang chạy bằng bộ phát bên đường, gần 80% năng lượng bị thất thoát, theo các thí nghiệm gần đây. Nhưng một tàu đệm từ ở thành phố Thanh Đảo thuộc tỉnh Sơn Đông phía đông Trung Quốc được thiết kế để di chuyển ở tốc độ tối đa 600km/h trong lúc lơ lửng bởi lực từ, có thể thu điện từ cuộn dây phát ở đường ray với hiệu suất 92,4%.


Tàu đệm từ tốc độ hơn 600 km/h đang chạy ở Thanh Đảo. (Ảnh: CGTN)

Kết quả thí nghiệm cho thấy công nghệ truyền điện không dây dựa trên nghiên cứu của những nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới trong vài thập kỷ qua giờ đây khả thi với giao thông đường sắt, theo người đứng đầu dự án là Wu Donghua ở công ty CRRC Thanh Đảo Tứ Phương. Wu và cộng sự công bố nghiên cứu trên tạp chí của Đại học Giao thông Tây Nam.

Cung cấp điện là thách thức kỹ thuật lớn trong công nghệ tàu đệm từ cao tốc. Dù tàu được đẩy về phía trước bằng lực từ, phần lớn thiết bị trên tàu cần dùng điện. Bộ pin dùng làm nguồn điện dường như quá lớn và nặng nề, còn các đường dây không thể chịu được nhiệt độ và độ mài mòn ở tốc độ cao.

Động cơ tuyến tính, phương pháp cung cấp điện không dây truyền thống sử dụng trên tàu đệm từ của Nhật và Đức, có thể sản xuất điện ở tốc độ cao thông qua thu thập năng lượng trực tiếp từ lực từ. Tuy nhiên, nhiễu loạn điện xảy ra trong khoảng cách hẹp giữa tàu và đường ray có thể khiến hiệu suất truyền điện giảm hơn 50%. Khi tàu dừng ở ga, động cơ tuyến tính không thể tạo ra điện.

Hệ thống truyền điện không dây do nhóm nghiên cứu của Wu phát triển hoạt động giống bếp từ. Hệ thống của họ được thiết kế để biến đổi dòng điện trực tiếp thành từ trường với cuộn dây đồng gắn ở mặt bên của đường ray. Khi tàu chạy qua cuộn dây tích điện. Một ăngten ở đáy tàu lướt xuyên qua từ trường và sản sinh điện trong quá trình cảm ứng.

Việc biến ý tưởng thành hiện thực không dễ dàng do từ trường tạo thêm có thể ảnh hưởng từ lực từ đẩy tàu về phía trước. Một lượng lớn lực từ cũng thất thoát vào môi trường, làm giảm hiệu suất truyền điện. Để khắc phục những trở ngại này, Wu và cộng sự tập trung vào những chi tiết nhỏ hơn thường bị bỏ qua như hình dáng của ăngten nhận tín hiệu và phát triển thiết kế chưa từng có trước đây.

Công nghệ mới có thể cung cấp hơn 170 kW điện cho tàu ở mọi tốc độ, vượt cả nhu cầu từ phần cứng điện tử trên nguyên mẫu một toa. Khó khăn khi sạc một con tàu chạy ở 600 km/h nằm ở cung cấp điện cho cuộn dây, vốn cần ít nhất một giây. Cuộn dây mà Wu và cộng sự phát triển dài hơn 20 m và con tàu có thể chạy qua trong chớp mắt.

Nhóm nghiên cứu cho biết công nghệ họ đề xuất đòi hỏi hệ thống điều khiển cực mạnh và chính xác để bật cuộn dây ngay trước khi tàu đến và tắt đi sau khi tàu đi qua. Nếu không, hiệu suất truyền điện sẽ giảm đáng kể. Do khoảng cách giữa các cuộn dây, tàu cũng cần hệ thống quản lý năng lượng tốt để đảm bảo nguồn cung cấp điện liên tục và ổn định.

TIN CŨ HƠN
Cánh

Cánh "cổng liên lạc" trong phim viễn tưởng xuất hiện tại châu Âu

Một “cánh cổng thần kỳ” hệt trong phim sci-fi là ý tưởng của Lithuania và Ba Lan, nhằm kết nối con người của hai thành phố cách nhau 600km này.

Đăng ngày: 05/09/2025
Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn

Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn

Hãng Community Cars ở bang Texas (Mỹ) đã sáng chế ra một loại ô tô điện mang tên Kenguru, dành cho người khuyết tật phải ngồi xe lăn.

Đăng ngày: 05/09/2025

"Áo điều hòa" hòa giúp người lao động Nhật Bản hạ nhiệt trong mùa hè oi bức

Một loại áo trông có vẻ không thời trang lắm, căng phồng khi mặc vào vì có hai chiếc quạt bên trong, nhưng lại đang rất hút khách tại Nhật vì giúp người dân nơi này giải nhiệt mùa hè.

Đăng ngày: 27/08/2025
Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Bộ Tư lệnh Lực lượng Đặc biệt của Mỹ (SOCOM) hiện đang theo đuổi một chương trình mang tính cách mạng nhằm hỗ trợ năng lực siêu nhân cho binh sĩ trong nhiệm vụ tác chiến.

Đăng ngày: 24/08/2025
Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?

Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?

Bạn đã từng nghe đến máy bay tàng hình, tàu ngầm tàng hình nhưng bạn có biết nghĩa của tàng hình ở đây thực sự là gì?

Đăng ngày: 26/07/2025
Công nghệ nano và những ứng dụng của công nghệ nano

Công nghệ nano và những ứng dụng của công nghệ nano

Thuật ngữ công nghệ Nano (nano technology) chỉ việc nghiên cứu, học tập, tổng hợp và sử dụng các loại vật liệu, thiết bị hay kể cả các hệ thống có kích thước cỡ nano (1 phần tỷ mét).

Đăng ngày: 12/07/2025
Nano trong một thế giới cực nhỏ

Nano trong một thế giới cực nhỏ

Khoa học và công nghệ nano (nanoscience and nanotechnology) là một bộ môn khảo sát, tìm hiểu đặc tính những vật chất cực nhỏ, để thao tác (manipulate), chồng chập những vật chất này, xây dựng vật thể to hơn.

Đăng ngày: 04/07/2025
Khoa Học News