توسط محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر محقق شد

مصرف انرژی در سیستم شناوری قطار با سیستم ایرانی کاهش یافت

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به طراحی سیستمی در راستای کاهش مصرف انرژی در سیستم شناوری قطار شدند.

کد خبر: ۹۸۷۸۷۳

سه‌شنبه - ۱۴ دی ۱۴۰۰ / January 04, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، میلاد جلالی دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری پروژه «طراحی کنترلر برای قطار مگلو تعلیق هایبرید» گفت: در این پروژه موفق به طراحی یک سیستم شناوری مغناطیسی در قطار‌های شناور مغناطیسی شدیم که با حذف اصطکاک میان ریل و چرخ‏های قطار با استفاده از شناورسازی مغناطیسی، موجب افزایش بهره وری سیستم و سرعت قطار می‌شود.

وی با بیان اینکه در کشور‌های پیشرفته، این تکنولوژی تحت مطالعه بوده و طرح‏های آزمایشی زیادی در حال انجام است، گفت: در ایران نیز به دلیل فواصل طولانی میان شهر‌های مهم از جمله تهران، مشهد، اصفهان، شیراز، تبریز و ... و دشت‏های گسترده، استقرار چنین‏ سیستم‏هایی بسیار مطلوب است.

جلالی با تاکید بر اینکه این سیستم آزمایش‌های مختلفی را طی کرده و تاییدیه‌های لازم را کسب کرده است، گفت: با توجه به این که این طرح مربوط به زیرساخت‏های حمل و نقل و توسعه است، نیاز به سرمایه‏گذاری و حمایت دولت دارد.

وی گفت: این طرح حاصل تلاش‌های یک تیم تحقیقاتی است که پیشتر مقاله‌ای توسط فرهاد صفایی در این مورد در مجله تبدیل انرژی IEEE نیز چاپ شده است.

صفایی سیستم شناور مغناطیسی هایبریدی طراحی نمودند که با به کارگیری از روش الگوریتم ژنتیک و استفاده از آهن ربا موفق شدند تا مصرف انرژی سیستم تعلیق قطار‌های شناور مغناطیسی قبلی را تا ۹۰% کاهش دهند. طراحی و ساخت این سیستم در ابعاد کوچک نیز توسط اینجانب انجام شده و کنترل کننده غیر خطی برای آن طراحی گردید تا سیستم ذاتاً ناپایدار شناور مغناطیسی قطار به صورت پایدار در فاصله هوایی ثابت ۸ میلی متری با وجود اغتشاشات و تغییرات وزن ناشی از سوار و پیاده شدن مسافران به صورت معلق نگه داشته شود.

این طرح با بهینه‏‌سازی مدار مغناطیسی از طریق الگوریتم ژنتیک منجر به کاهش مصرف انرژی در سیستم شناوری حمل و نقل شده است. سیستم‏ کنترل نیز با عملکردی بهینه موجب پایداری و شناوری قطار در یک فاصله هوایی ثابت ۸ میلی‏متری با وجود اغتشاشات و تغییرات وزن ناشی از سوار و پیاده شدن مسافران می‌‏شود.

دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: این طرح نمونه داخلی ندارد، اما نمونه‏‌های خارجی در کشورهای چین، ژاپن، آلمان و آمریکا در حال کار است. کشور‌های دیگری همچون سوییس، کره جنوبی، هند و ... نیز به دنبال پیاده‏سازی این سیستم هستند.

به گفته این محقق، سیستم‏‌های شناوری مغناطیسی بر دو نوع هستند که نوع اول با نیروی دافعه مغناطیسی منجر به شناورسازی مغناطیسی می‏شود که عمدتا در ژاپن و طرح‏های خاصی در آمریکا پیاده‏سازی شده است. در نوع دوم که منطبق با این طرح است در سایر کشور‌ها از جمله چین، آلمان و آمریکا استفاده شده است.

جلالی با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح گفت: سیستم مشابهی به منظور مقایسه با این طرح در داخل کشور وجود ندارد. اما چنانچه بخواهیم قطار‌های شناور مغناطیسی را با قطار‌های متداول مقایسه کنیم، از جمله مزیت‏های اصلی رقابتی، سرعت بسیار بالاتر در حدود چندین برابر قطار‌های متداول، مصرف انرژی بسیار کمتر به دلیل حذف اصطکاک، ایمنی بالاتر به دلیل خاصیت قفل شوندگی قطار‌های مغناطیسی، عملکرد بهتر در ترمز گیری و شتاب گیری در شرایط آب و هوایی متفاوت (خیس شدن ریل و باران موجب افت عملکرد در قطار‌های مرسوم می‏گردد) و ... هستند.

وی با اشاره به کاربرد‌های پروژه گفت: از مهمترین کاربرد‌های این پروژه می‏توان به سیستم‏های حمل و نقل بین شهری با سرعت بسیار بالا اشاره کرد، به گونه‏ای که فاصله‏ی بین تهران تا مشهد می‏تواند به کمتر از ۲ ساعت کاهش ‏یابد.

وی با تاکید بر ضرورت اجرای این پروژه در سیستم حمل و نقل گفت: با توجه به نقش پررنگ حمل و نقل در توسعه‏ اقتصادی کشور، دولت و نهاد‌های مسئول می‏‌بایست توجه ویژه‌ای به چنین طرح‏‌هایی نمایند. عدم حمایت از چنین طرح‏‌های زیرساختی نشان از عدم اراده‏ مسئولان کشور در پیشبرد اهداف توسعه‏ اقتصادی است.

گفتنی است، امیرابوالفضل صورتگر و مهرداد عابدی اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و از اساتید راهنمای پروژه بودند.