常导型磁浮列车悬浮原理
磁悬浮列车的原理
磁悬浮列车的原理
磁悬浮列车是一种利用磁力原理实现悬浮并运行的新型交通工具。
其基本原理是利用同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引的特性来实现悬浮和运行。
磁悬浮列车的轨道上安装了一系列的电磁体，称为轨道磁铁。
这些轨道磁铁分为两种，一种是导向磁铁，另一种是悬浮磁铁。
导向磁铁的作用是提供轨道的导向力，防止列车在运行过程中偏离轨道。
悬浮磁铁的作用是提供列车所需的悬浮力。
磁悬浮列车的车辆底部安装了一组称为悬浮体的电磁体。
悬浮体与轨道磁铁相互作用，形成一种磁悬浮力，使列车能够悬浮在轨道上方。
通过调节悬浮体电磁体的电流，可以控制悬浮力的大小，从而实现列车的悬浮高度和稳定度的调节。
磁悬浮列车的推进是通过磁悬浮线圈在列车底部产生的磁场与轨道磁铁间的相互作用来实现的。
当列车通过轨道时，磁悬浮线圈会通过变换电流来改变其磁极性，从而与轨道磁铁产生相互吸引或排斥的力。
通过不断改变磁悬浮线圈的电流，可以使列车在轨道上高速行驶。
除了磁悬浮力驱动，磁悬浮列车还采用气垫技术进行辅助悬浮，提高列车的稳定性和平顺性。
气垫技术通过在列车底部产生气压，使列车悬浮在一层气垫上，减小了列车与轨道之间的接触面积，从而减小了阻力和摩擦力，提高了列车的运行效率。
总体来说，磁悬浮列车的运行原理是通过轨道磁铁、悬浮体电
磁体以及磁悬浮线圈的相互作用，实现列车的悬浮和推进。
这种原理不仅减小了阻力、提高了运行效率，还有助于减少能量消耗和环境污染，具有很大的发展潜力。
磁悬浮列车
3
无需车轮 ，不 存在轮轨摩擦而产 生的轮轨磨损 ，使用 寿命长 ， 磁 悬浮列车的 使用 寿命可达 35 年 ，
2
噪音小，无废气，环保
而普通轮轨列车只有20—25年
缺点
1
当遭遇突然停电，采取的是 机械臂锁死轨道强制停车， 这相对于轮轨滑动摩擦制动 在停电时紧急制动 方式而言会更加危险
解决方案
列车内附带备用源
例：京沪铁路，高铁VS磁悬浮，高铁胜
每公里成本： 高铁1亿 磁悬浮3.08亿。 最短时间： 高铁3小时25分钟 磁悬浮3小时9分钟
发展前景 主要竞争对手：高铁
发展方向：
安全性，断电后的救援与制动问题 成本的控制 修建难度
PART FOUR
上海磁悬浮列车
概况
世界上第一段投入商业运行的高速磁悬浮列车； 设计最高运行速度为每小时430公里，仅次于飞机的飞行时速； 西起上海龙阳路站，东至上海浦东国际机场，专线全长29.863公里，单程票50 元 （凭当日机票可打八折）； 由中德两国合作开发； 2001年3月1日在浦东挖下第一铲，2002年12月31日全线试运行，2003年1月4 日正式开始商业运营，全程只需8分钟。 上海磁悬浮公司每年亏损超过3000万欧元（约合2亿一千万人民币）。目前， 磁悬浮上座率只有1/6，其中一半为游客。
图解
PART TWO
磁悬浮列车的发展历程
发展历程
上海磁悬浮—— 2003年1月4日正 式开始商业运营， 全程只需8分钟。 是世界第一条商业 运营的高架磁悬浮 专线
ห้องสมุดไป่ตู้TR01
1999年4月日本研制 的超导磁悬浮列车在 实验线上达到时速 550 km（2015年达 到每小时５９０公里）
磁悬浮的应用—磁悬浮列车
磁悬浮的应用—磁悬浮列车摘要电磁学在磁悬浮列车（MAGLEV）上的应用是电磁在工程技术上达到的一个新的高度。
磁悬浮列车是一种新型的高速有轨地面运输系统，开创了铁路运输史上的新时代。
本篇文章论述磁悬浮列车应用电磁学的基本工作原理，讨论分析了磁悬浮列车的优势缺点及存在的问题，并分析了磁悬浮列车的发展前景。
关键词：磁悬浮超导摩擦常导型超导型前言：磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。
磁悬浮列车是目前陆地上最快的交通工具，它被认为是21世纪最有潜力的交通工具。
关于它的研究一直处于世界科技领域前沿。
一、磁悬浮列车的工作原理磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成，尽管可以使用与磁力无关的推进系统，但在目前的绝大部分设计中，这三部分的功能均由磁力来完成（如下图形为磁悬浮列车的原型）。
磁悬浮列车是一种利用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。
简单地说，排斥力使列车悬起来、吸引力让列车开动。
目前磁悬浮列车依据吸力和斥力可分为两种。
1.电磁悬浮系统（EMS）电磁悬浮系统（EMS）是一种吸力悬浮系统，是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。
常导磁悬浮列车工作时，首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力，与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。
在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下，使车轮与轨道保持一定的侧向距离，实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。
车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米，是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。
此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关，所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。
是一种吸力悬浮系统，是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互排斥产生悬浮。
常导磁悬浮列车工作时，首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁排斥力，与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。
在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下，使车轮与轨道保持一定的侧向距离，实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。
磁悬浮列车原理..课件
磁悬浮列车的历史与发展
磁悬浮列车的研究始于20世纪初， 经历了实验阶段、商业化运行阶段和 大规模应用阶段。
目前，磁悬浮列车在全球范围内得到 了广泛应用，主要用于城市间的高速 运输。
磁悬浮列车的分类
根据磁场强度的不同，磁悬浮列车可分为常导磁悬浮列车和 超导磁悬浮列车两类。
常导磁悬浮列车采用直流电磁铁产生磁场，超导磁悬浮列车 则利用超导体的超导特性产生磁场。
02
磁悬浮列车的工作原理
磁悬浮的原理
磁悬浮的原理基于磁场力与反作用力相平衡的原理。磁悬 浮列车通过产生强大的磁场力，使列车与轨道之间产生足 够的斥力，使列车悬浮于轨道上方。
磁悬浮列车通常采用电磁铁或超导磁体产生磁场，通过改 变电流的方向或大小，可以控制磁场力的方向和大小，从 而实现列车的稳定悬浮和导向。
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03
悬浮控制技术
研究更高效、稳定的悬浮 控制算法，提高列车运行 的安全性和稳定性。
推进技术
研发更高效率的直线电机 和磁轴承技术，提升列车 的推进性能和节能效果。
车体材料
探索新型轻量化、高强度 材料，降低列车自重，提 高载客量。
磁悬浮列车的市场前景
国内外市场需求
随着人们对高效、快速交通方式 的不断追求，磁悬浮列车在国内 外市场具有广阔的发展前景。
磁悬浮列车原理课 件
• 磁悬浮列车简介 • 磁悬浮列车的工作原理 • 磁悬浮列车的优缺点 • 磁悬浮列车的未来发展 • 结论
01
磁悬浮列车简介
磁悬浮列车的定义
01
磁悬浮列车是一种利用磁场力使 车身悬浮于轨道之上，并通过磁 场控制实现列车运行的交通工具。
02
磁悬浮列车主要由悬浮系统、导 向系统和推进系统三大部分组成。
磁悬浮列车的原理
磁悬浮列车的原理
磁悬浮列车是一种利用磁力浮起并驱动的交通工具，它不接触轨道，因此可以实现更快、更平稳的运行。
磁悬浮列车的原理主要分为磁悬浮与磁力驱动两个方面。
磁悬浮是指利用磁力使列车悬浮在轨道上，而不需要接触轨道。
通常，磁悬浮列车采用超导磁体产生磁场，通过磁场与轨道上的电磁铁相互作用，使列车产生浮力。
超导磁体通过液氮冷却，保持在超导状态，使其能够持续产生强大的磁场。
这种浮力可以抵消列车自身的重力，使列车悬浮在轨道上。
磁力驱动是指利用磁力来推动磁悬浮列车进行运行。
通常，磁悬浮列车采用线性电机作为驱动器。
线性电机由固定部分和活动部分组成，其中活动部分被安装在列车车体上，固定部分则固定在轨道上。
当电流通过线性电机时，活动部分会产生一个磁场，与固定部分的磁场相互作用，从而产生推动力，驱动列车前进。
除了磁悬浮和磁力驱动，磁悬浮列车还会利用传感器和控制系统来保持列车的稳定运行。
传感器会不断监测列车与轨道之间的相对位置和速度，并将数据反馈给控制系统。
控制系统会根据传感器的反馈信息，调整磁悬浮列车的悬浮高度以及线性电机的电流，以保持列车的稳定运行。
总而言之，磁悬浮列车利用磁力浮起并利用磁力驱动，实现了高速、平稳的运行。
这种技术可以大幅提高列车的运行速度，
减少摩擦损耗，提高通行效率，因此在未来的交通领域有着广阔的应用前景。
磁悬浮列车原理
磁悬浮列车原理
磁悬浮列车是一种通过磁力悬浮和推动的高速列车。
它的原理是利用磁力使列车浮在轨道上，并通过磁力推动列车运行。
磁悬浮列车的轨道上内置有一组电磁轨道，轨道上沿着一定的间隔铺设有电磁线圈。
这些电磁线圈受到电流的控制，产生一定的磁场。
列车的底部装有磁铁或超导磁体，这些磁体在列车行驶过程中产生磁场。
根据同性相斥和异性相吸的原理，列车的磁铁与轨道上的电磁轨道之间形成磁力作用，使得列车浮在轨道上。
为了确保列车的稳定悬浮，磁悬浮列车还采用了反馈控制系统。
该系统通过感应列车的位置和速度等参数，并实时调整轨道上的电流，以确保列车保持在正确的高度和位置上。
在列车行驶过程中，磁悬浮列车的推进系统通过改变列车底部的磁场来产生推动力。
当电流改变时，底部磁体的磁场也会相应改变，从而推动列车向前运行。
相比传统的轮轨列车，磁悬浮列车具有更低的运行摩擦和空气阻力，因此能够实现更高的速度和更低的能量消耗。
同时，磁悬浮列车的运行非常平稳，几乎没有震动和噪音。
总之，磁悬浮列车通过磁力悬浮和推动的原理，实现了在轨道上高速、环保、平稳运行的特点。
它是一种具有巨大潜力的交通工具，能够满足未来城市交通的需求。
磁悬浮列车的原理
磁悬浮列车的原理及应用传统的铁路列车都是依靠诸如蒸汽、燃油、电力等各种类型机车作为牵引动力，车轮和钢轨之间的相互作用作为运动导向，由车轮沿着钢轨滚动而前进的。
而磁悬浮列车则是一种依靠电磁场特有的“同性相斥、异性相吸”的特性将车辆托起，使整个列车悬浮在线路上，利用电磁力进行导向，并利用直线电机将电能直接转换成推进力，来推动列车前进的交通工具。
磁悬浮列车的分类（1）按电磁铁种类磁悬浮列车根据所采用的电磁铁种类可以分为常导和超导两大类（2）按悬浮方式磁悬浮列车分为电磁吸引式悬浮（EMS）和永磁力悬浮（PRS）及感应斥力悬浮（EDS）。
EMS 该方式利用导磁材料与电磁铁之间的吸引力，绝大部分悬浮采用此方式。
PRS 这是一种最简单的方案，利用永久磁铁同极间的斥力，其缺点是横向位移的不稳定因素。
EDS 依靠励磁线圈和短路线圈的相对运动得到斥力，所以列车要有足够的速度才能悬浮起来，大约为100km/h，它不适用于低速。
磁悬浮列车的原理常导磁吸式(EMS) 利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁铁(悬浮电磁铁)和铺设在线路导轨上的磁铁，在磁场作用下产生的吸引力使车辆浮起。
车辆和轨面之间的间隙与吸引力的大小成反比。
为了保证这种悬浮的可靠性和列车运行的平稳，使直线电机有较高的功率，必须精确地控制电磁铁中的电流，使磁场保持稳定的强度和悬浮力，使车体与导轨之间保持大约10mm的间隙。
通常采用测量间隙用的气隙传感器来进行系统的反馈控制。
这种悬浮方式不需要设置专用的着地支撑装置和辅助的着地车轮，对控制系统的要求也可以稍低一些。
常导式磁悬浮列车示意图超导磁斥式日本磁悬浮铁路ML系统使用低温超导技术。
它用液氮作为冷冻液，当线圈绕组达到-269摄氏度的温度时车载线圈绕组即进入超导状态。
为了提高磁悬浮车辆上超导材料的稳定性，日本使用铌钛合金作为线圈绕组材料。
低温超导原理如图日本超导磁悬浮系统的悬浮力来自于车辆两侧。
在导轨两侧的侧壁上，排列着一组组的导向绕组。
磁悬浮列车的原理及应用 (2)
磁悬浮列车的原理及应用众所周知，传统的铁路列车都是依靠诸如蒸汽、燃油、电力等各种类型机车作为牵引动力，车轮和钢轨之间的相互作用作为运行导向，由铁路线路承受压力，借助于车轮沿着钢轨攘动前进的。
而磁悬浮列车则是一种依靠电磁场特有的"同性相斥、异性相吸"的特性将车辆托起，使整个列车悬浮在线路上，利用电磁力进行导向，并利用直线电机将电能直接转换成推进力，来推动列车前进的最新颖的第五代交通运输工具。
与传统铁路相比，磁悬浮列车有以下优点。
适于高速运行磁悬浮列车最大特点在于它没有通常的轮轨系统，由于消除了与轮轨之间的接触，不存在由于轮轨摩擦及黠着所造成的诸如极限速度等影响列车运行的问题，速度可达500km/h以上。
稳定安全列车运行平稳，能提高旅客舒适度，由于磁悬浮系统采用导轨结构，不会发生脱轨和颠覆事故，提高了列车运行的安全性和可靠性。
污染小，易维护磁悬浮列车在运行中既不产生机械噪声，也不排放任何废气、废物，对周边环境的污染极小，有利于环境保护，加上磁悬浮列车由于没有钢轨、车轮、接触导线等摩擦组件，可以省去大量维修工作和维修费用。
效率高能充分利用能源、获得较高的运输效率。
另外，磁悬浮列车可以实现全自动化控制，因此将成为未来最具有竞争力的一种交通工具。
磁悬浮列车的发展史磁悬浮列车是大约二百年前斯蒂芬森的"火箭"号蒸汽机车问世以来铁路技术最根本的突破。
磁悬浮列车在今天看来似乎还是一个新鲜事物，其实它的理论准备己有很长的历史。
磁悬浮技术的研究源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。
进入70年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。
而美国和前苏联则分别在七八十年21卷第6期(总126期) 代放弃了这项研究计划，目前只有德国和日本仍在继续进行磁悬浮系统的研究，并均取得了令世人瞩目的进展。
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常导型磁浮列车悬浮原理
磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统
三大部分组成。
根据悬浮系统的区别，磁悬浮列车分常
导型和超导型两类，从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统
（EMS ）和电力悬浮系统（EDS ）。
常导型磁悬浮列车所采用的电磁悬浮系统（EMS ）是
一种吸力悬浮系统，是结合在机车上的电磁铁和导轨上
的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。
由电子控制的支承磁铁
安装在列车两侧底部，将列车从下往上吸向轨道底部的定子。
导向磁铁位于列车两侧，使列车与轨道之间保持一定的侧向距离。
电子技术可保证列车上磁铁与轨道始终保持一定间距（10mm ）稳定不变。
列车悬浮所需要的电能要低于其安装的空调设备。
悬浮系统可由车载蓄电池供电，与驱动系统的电源
是分开的。
列车无须外接电源可以悬浮1小时左右。
在行驶期间，车载蓄电池通过安装在支承磁铁中的直线发电机充电。
德国磁浮列车技术与上海磁浮列车。