磁悬浮列车完整版
磁悬浮列车中国有几条

截止到2022年6月,中国有四条磁悬浮列车,上海磁悬浮列车、都江堰磁悬浮、长沙磁浮快线及北京市的北京地铁S1线,磁悬浮列车坐着是非常舒适的,而且速度极快。
1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔(Hermann Kemper)提出了电磁悬浮原理,继而申请了专利。
20 世纪70年代以后,随着工业化国家经济实力不断增强,为提高交通运输能力以适应其经济发展和民生的需要,德国、日本、美国等国家相继开展了磁悬浮运输系统的研发。
中国磁悬浮列车介绍:
中国第一辆磁悬浮列车(买自德国)2003年1月开始在上海磁浮线运行。
2015年10月中国首条国产磁悬浮线路长沙磁浮线成功试跑。
2016年5月6日,中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁悬浮商业运营示范线——长沙磁浮快线开通试运营。
该线路也是世界上最长的中低速磁浮运营线。
2018年6月,中国首列商用磁浮2.0版列车在中车株洲电力机车有限公司下线。
2021年12月14日,国内首条磁浮空轨车辆“兴国号”在武汉下线。
磁悬浮原理

磁悬浮原理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。
它的时速可达到500公里以上,是当今世界最快的地面客运交通工具,有速度快、爬坡能力强、能耗低运行时噪音小、安全舒适、不燃油,污染少等优点。
并且它采用采用高架方式,占用的耕地很少。
磁悬浮列车意味着这些火车利用磁的基本原理悬浮在导轨上来代替旧的钢轮和轨道列车。
磁悬浮技术利用电磁力将整个列车车厢托起,摆脱了讨厌的摩擦力和令人不快的锵锵声,实现与地面无接触、无燃料的快速“飞行”。
稍有物理知识的人都知道:把两块磁铁相同的一极靠近,它们就相互排斥,反之,把相反的一极靠近,它们就互相吸引。
托起磁悬浮列车的,那似乎神秘的悬浮之力,其实就是这两种吸引力与排斥力。
应用准确的定义来说,磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向,实现列车与地面轨道间的无机械接触,再利用线性电机驱动列车运行。
虽然磁悬浮列车仍然属于陆上有轨交通运输系统,并保留了轨道、道岔和车辆转向架及悬挂系统等许多传统机车车辆的特点,但由于列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触,因此从根本上克服了传统列车轮轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题,所以它也许会成为人们梦寐以求的理想陆上交通工具。
根据吸引力和排斥力的基本原理,国际上磁悬浮列车有两个发展方向。
一个是以德国为代表的常规磁铁吸引式悬浮系统--EMS系统,利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸引的基本原理,把列车吸引上来,悬空运行,悬浮的气隙较小,一般为10毫米左右。
常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400-500公里,适合于城市间的长距离快速运输;另一个是以日本的为代表的排斥式悬浮系统--EDS系统,它使用超导的磁悬浮原理,使车轮和钢轨之间产生排斥力,使列车悬空运行,这种磁悬浮列车的悬浮气隙较大,一般为100毫米左右,速度可达每小时500公里以上。
这两个国家都坚定地认为自己国家的系统是最好的,都在把各自的技术推向实用化阶段。
磁悬浮球的工作原理

磁悬浮球的工作原理磁悬浮球,又被称为磁悬浮列车,是一种先进的交通工具,它可以在无轨道的情况下悬浮在地面上,以极高的速度行驶。
磁悬浮球的工作原理是通过磁力和电流的相互作用,使列车悬浮在轨道上并行驶。
下面将详细介绍磁悬浮球的工作原理。
1. 磁悬浮系统的构成磁悬浮球的系统主要由车辆、电磁悬浮系统和供电系统构成。
车辆包括列车车体和车轮,电磁悬浮系统包括电磁悬浮装置和感应网,供电系统提供列车所需的电能。
2. 电磁悬浮系统的工作原理磁悬浮球的悬浮是通过电磁力实现的。
列车车体上安装了一组磁铁,而地面上则铺设有一层感应网。
当列车靠近感应网时,感应网内的电流会发生变化,从而产生与磁场方向相反的电磁力。
这种电磁力与列车车体上的磁力相互作用,使列车悬浮在轨道上。
3. 感应网的作用感应网是磁悬浮系统中的重要组成部分,它可以感应到列车车体上的磁场变化,并产生相应的电流。
感应网内的电流会产生与车体磁场相反的磁场,从而实现列车的悬浮。
同时,感应网也起到了导引作用,可以引导列车沿着特定的轨道行驶。
4. 供电系统的工作原理磁悬浮球的供电系统主要通过集电装置和供电轨道来实现。
集电装置安装在列车车体上,当列车行驶过供电轨道时,集电装置可以与供电轨道接触,从中获取电能。
这种供电方式不仅能够为列车提供所需的动力,还能为列车的其他设备提供电能。
5. 磁悬浮系统的稳定性与传统的钢轨铁路相比,磁悬浮系统具有更高的运行稳定性。
这是因为磁悬浮系统采用了主动悬浮技术,可以实时调整列车与轨道之间的间距,以确保列车始终悬浮在合适的高度上。
同时,磁悬浮系统还采用了防颤振技术,能够有效避免列车因震动而产生不稳定现象。
6. 磁悬浮球的优势磁悬浮球作为一种新型的交通工具,具有许多优势。
首先,磁悬浮球可以在较高的速度下行驶,大大缩短了旅行时间。
其次,磁悬浮球的运行噪音较小,对周边环境的干扰较小。
此外,磁悬浮球还能够适应各种地形的变化,并且具有较好的环保性能。
综上所述,磁悬浮球的工作原理是通过磁力和电流的相互作用,在无轨道的情况下悬浮在地面上并行驶。
磁悬浮列车 原理

磁悬浮列车原理磁悬浮列车原理磁悬浮列车是一种利用磁力原理进行悬浮和推进的高速交通工具。
它与传统的轮轨交通方式相比,具有更高的速度、更低的能耗和更小的噪音。
磁悬浮列车的原理主要包括磁悬浮和推进两个方面。
磁悬浮技术是磁悬浮列车的核心原理之一。
其基本原理是利用同性磁极的排斥作用和异性磁极的吸引作用来实现列车的悬浮。
磁悬浮系统由列车车体上的磁体和轨道上的电磁线圈组成。
当列车车体上的磁体与轨道上的电磁线圈相互作用时,会产生磁力,使列车悬浮在轨道上。
通过控制电磁线圈的电流,可以调整列车与轨道之间的磁力大小,从而实现列车的悬浮高度的变化。
磁悬浮技术的优势在于其减少了与轨道的接触面积,减少了能量损耗和摩擦,从而提高了列车的速度和能效。
此外,磁悬浮系统可以实现列车在轨道上的平稳运行,减少了列车的震动和噪音,提高了乘坐的舒适性。
磁悬浮列车的推进原理主要包括线性电机和电磁感应两种方式。
线性电机是一种将电能直接转化为机械能的装置,通过电磁力将列车推动。
在磁悬浮列车中,列车车体上的电磁线圈与轨道上的磁铁相互作用,产生电磁力,从而推动列车前进。
线性电机推进方式具有高效能、高加速度和高速度的优点,能够实现列车的快速起动和平稳加速。
另一种推进方式是电磁感应。
电磁感应是利用电磁变化产生的感应电流来推动列车。
在磁悬浮列车中,轨道上的电磁线圈被供电时,会产生变化的磁场。
当列车经过时,车体上的电磁线圈会感应到轨道上的磁场变化,并产生感应电流。
这些感应电流会产生反向的磁场,与轨道上的磁场相互作用,从而推动列车前进。
电磁感应推进方式具有简单可靠、无需直接供电和低能耗的优点。
磁悬浮列车是一种利用磁力原理进行悬浮和推进的高速交通工具。
通过磁悬浮技术和推进方式的结合,磁悬浮列车实现了高效能、高速度和低能耗的特点。
磁悬浮列车的发展将为现代交通带来革命性的变化,提高交通效率,改善人们的出行体验。
磁悬浮列车原理

磁悬浮列车原理
磁悬浮列车是一种采用磁力原理运行的交通工具。
它利用电磁力将列车悬浮在轨道上,并通过磁力进行推进和导向,从而实现高速、平稳的运行。
磁悬浮列车的悬浮系统一般使用电磁悬浮技术。
列车底部装有磁悬浮装置,它包括一系列的磁铁和线圈。
列车下方的磁体产生一个向上的磁场,而底部的线圈则产生一个向下的电流。
根据安培定律,这会产生一个向上的磁力,与地面上的轨道磁铁相互作用,使列车悬浮起来。
通过控制线圈中的电流,可以调整悬浮高度。
推进系统使用线性电机。
在列车底部的轨道上,布置有与列车底部磁悬浮装置相互作用的线圈。
当通过线圈通电时,会在列车上产生一个向前的磁场。
根据洛伦兹力定律,这会产生一个向后的推力,推动列车进行前进。
通过控制线圈中的电流,可以调整列车的速度。
导向系统使用永磁轨道和导向翼。
列车底部的永磁轨道可以产生一个稳定的磁场,用于导向列车沿着正确的路径行驶。
同时,列车的侧面还装有可调节的导向翼,用于平衡列车的横向稳定性,确保列车始终保持在轨道上。
总体来说,磁悬浮列车是通过控制磁场和电流的相互作用来实现悬浮、推进和导向的。
它的运行速度快、噪音低、震动小,是一种高效、舒适的交通工具。
在未来,磁悬浮列车有望在城市间高速交通领域发挥更大的作用。
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。
磁悬浮的原理范文

磁悬浮的原理范文磁悬浮(Maglev)是一种基于磁力原理实现的悬浮技术,通过利用磁力对物体进行悬浮和推动。
常见的磁悬浮系统包括磁悬浮列车、磁悬浮轴承等。
磁悬浮列车是目前应用最广泛的磁悬浮技术之一、它利用磁力将列车悬浮在轨道上,并通过磁力推动列车运行。
磁悬浮列车有两个主要组成部分:轨道和列车。
轨道部分是由一系列的导轨组成,导轨与列车之间通过磁力互作用来实现悬浮。
导轨一般由两部分构成,上部为导向轨道,下部为悬浮轨道。
导向轨道用于限制列车的水平位置,防止侧向偏移。
悬浮轨道则通过磁力将列车悬浮在轨道上。
列车部分由车体和磁悬浮系统组成。
车体通常由轨道车厢和驱动系统构成。
磁悬浮系统通过利用磁力实现列车悬浮和推动。
磁悬浮系统一般由磁铁、电磁线圈和电磁感应器等组成。
首先,需要在轨道上埋入一系列的电磁线圈,这些电磁线圈通常被称为悬浮磁元件。
当电流通过悬浮磁元件时,会产生一个磁场。
这个磁场与导体产生的磁场相互作用,使得列车悬浮在轨道上。
为了实现悬浮,轨道上的悬浮磁元件通常分为两个部分。
一部分是在轨道上方的悬浮元件,另一部分是在轨道下方的引导元件。
当列车经过轨道时,悬浮元件产生的磁场将列车向上推,使其悬浮在轨道上。
引导元件则用于调整列车的高度和位置,以保持列车悬浮在正确的位置上。
另外,磁悬浮系统还需要一个用来推动列车行驶的驱动系统。
驱动系统一般由电磁感应器和电磁线圈组成。
当列车经过电磁感应器时,感应器会感应到列车的运动,并向控制系统发送信号。
控制系统根据这些信号来控制电磁线圈的电流,实现对列车的推动。
总结起来,磁悬浮的原理是通过利用磁力对物体进行悬浮和推动。
磁悬浮系统一般由磁铁、电磁线圈和电磁感应器等组成。
通过在轨道上安装电磁线圈,通过控制电流来产生磁场,从而实现对列车的悬浮和推动。
磁悬浮技术已经广泛应用于磁悬浮列车、磁悬浮轴承等领域,提高了交通运输和工业生产的效率。
磁悬浮火车原理

自1825年世界上第一条标准轨铁路出现以来,轮轨火车一直是人们出行的交通工具。
然而,随着火车速度的提高,轮子和钢轨之间产生的猛烈冲击引起列车的强烈震动,发出很强的噪音,从而使乘客感到不舒服。
由于列车行驶速度愈高,阻力就愈大。
所以,当火车行驶速度超过每小时300公里时,就很难再提速了。
如果能够使火车从铁轨上浮起来,消除了火车车轮与铁轨之间的摩擦,就能大幅度地提高火车的速度。
但如何使火车从铁轨上浮起来呢?科学家想到了两种解决方法:一种是气浮法,即使火车向铁轨地面大量喷气而利用其反作用力把火车浮起;另一种是磁浮法,即利用两个同名磁极之间的磁斥力或两个异名磁极之间磁吸力使火车从铁轨上浮起来。
在陆地上使用气浮法不但会激扬起大量尘土,而且会产生很大的噪音,会对环境造成很大的污染,因而不宜采用。
这就使磁悬浮火车成为研究和试验的的主要方法。
当今,世界上的磁悬浮列车主要有两种“悬浮”形式,一种是推斥式;另一种为吸力式。
推斥式是利用两个磁铁同极性相对而产生的排斥力,使列车悬浮起来。
这种磁悬浮列车车厢的两侧,安装有磁场强大的超导电磁铁。
车辆运行时,这种电磁铁的磁场切割轨道两侧安装的铝环,致使其中产生感应电流,同时产生一个同极性反磁场,并使车辆推离轨面在空中悬浮起来。
但是,静止时,由于没有切割电势与电流,车辆不能产生悬浮,只能像飞机一样用轮子支撑车体。
当车辆在直线电机的驱动下前进,速度达到80公里/小时以上时,车辆就悬浮起来了。
吸力式是利用两个磁铁异性相吸的原理,将电磁铁置于轨道下方并固定在车体转向架上,两者之间产生一个强大的磁场,并相互吸引时,列车就能悬浮起来。
这种吸力式磁悬浮列车无论是静止还是运动状态,都能保持稳定悬浮状态。
这次,我国自行开发的中低速磁悬浮列车就属于这个类型。
“若即若离”,是磁悬浮列车的基本工作状态。
磁悬浮列车利用电磁力抵消地球引力,从而使列车悬浮在轨道上。
在运行过程中,车体与轨道处于一种“若即若离”的状态,磁悬浮间隙约1厘米,因而有“零高度飞行器”的美誉。
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• 24 •现代物理知识一、前言衣食住行,人之必需。自古以来人类最大苦恼之一是人与货物的运输:横渡河流、穿越高山、遥远距离的行程等,想尽办法以节省时间和气力,让旅程更舒服。从步行手提、肩挑到用力拖拉,直至现代复杂的交通系统。牛顿发现万有引力定律之前,人类就感知到地球引力的存在,人们发现,拖着重物比肩扛着省力。6千多年前人类建造了第一组轮子:木质实心的两个轮子、一根固定的穿过轮子中心的轴及架在其上的平台,车造出来,更省力了。繁体汉字“車”形象地表征了车的架构。车的出现极大地方便了人类的出行。1825年世界上第一条铁路诞生,20世纪初飞机出现,人类可以陆海空立体交通出行。随着科技的进步,各种交通工具的速度、便捷、舒适度都大为提高。1. 总旅行时间人们出行总希望用最短的时间到达目的地,即旅行时间最短。所谓旅行时间等于主旅行时间与附加时间之和,通俗讲就是从(家)门到(目的地住处)门的时间。其中主旅行时间是旅客在旅途中所乘座的主要交通工具花费的时间,附加时间为旅途中花费在其他辅助交通工具上的时间,粗略统计结果附加时间:小汽车为零,高速铁路为1小时,飞机为2.5小时。图1给出不同速度下,旅行时间与旅行距离的关系。 从图旅行距离中可见,在2600 km距离内乘坐时速500 km的列车的旅行时间和乘时速700 km民航飞机(国内民用飞机常规速度)相当。如果再考虑到方便性、安全性、舒适性及节能、环保性,列车被选择的可能性会更高。迄今轮轨列车最高运营速度为350 km/h,这样从
磁悬浮列车金能强
速度连贯性考虑350 km/h和500 km/h间有个断档,用什么交通工具填充?2. 轮轨列车的局限轮轨列车是一种靠黏着力牵引的车辆,在速度上有局限性。首先,轮轨之间的黏着力制约了列车的高速运行,图2表示轮轨列车基本运行原理。钢轮架在铁轨上,支撑着车辆,凸起轮沿卡在铁轨间起导向作用,原动机(电动机、内燃机、蒸汽机)驱动轮轴转动、与其一体的轮子随之转动,列车依轮子在轨道上滚动而前行,靠的是轮子表面与铁轨表面的黏着力。黏着力不但随轮轨表面状况(如材料、表面光滑度、附着的雨、雪等)而变化,而且如图3所示,会随着速度增加而减小,与此同时列车的空气阻力却随着速度显著增加,当列车速度达到一定值时,牵引力与阻力相等,列车不可能再加速了。如冬天汽车在冰面上难以高速行驶一样,无论你如何加大油门,车轮老是打滑,车速快不起来。这一速度就是列车的最高运行速度,轮轨高速列车难以突破400 km/h的运营速度。其次,当今高速轮轨列车几乎全靠电力牵引,以
图1 不同速度下旅行时间与旅行距离的关系Edited by Foxit ReaderCopyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008For Evaluation Only.• 25 •25卷第2期 (总146期)电力驱动的列车,在车厢顶部安装有受电弓,又称受流器,受电弓与架设在其上方的供电导线(馈电线)接触,如图4所示。电流从地面供电站引导列车上,驱动电动机。为保证受电弓与供电导线良好接触,受电弓向上必须具备压力,车子运行时,受电弓与供电导线产生滑动摩擦,且接触压力会产生波动。如果受电弓发生离线现象,产生电弧,对受电弓与导线均产生烧蚀。速度增加时,受电弓离线率会迅速增加,电弧烧蚀现象严重。20世纪50年代法国创造了时速331 km的列车试验速度。但试验运行了一千多千米后,受电弓完全烧坏了。经半个多世纪的努力,现在受流极限速度大约是400~500 km/h。另一因素是安全制动,与牵引力一样,制动力靠的是黏着力,速度高时这个力小,制动距离要大,列车安全性受到影响,制约轮轨列车超高速化的因素还有:车辆本身结构、线路的平顺度、牵引功率加大、列车运行震动、噪声等。这些因素制约了轮轨列车的运行速度,上限值350 km
图2 轮轨列车基本运行原理 图4 轮轨列车受电弓图3 轮轨列车速度限制的时速是较为适当的。轮轨列车牵引力是黏着力,但限制速度提高的也是黏着力,真是成也萧何败也萧何。可否用其他的力来支撑、导向、牵引呢?宇宙间有四种作用力:强力、弱力、电磁力、引力。电磁力和引力是长距离作用力,而且电磁力强度远远大于引力,因此科技工作者想到电磁力。同时,科技工作者也考虑到用气浮和水浮的形式来悬浮和驱动列车,但由于这两种方式都造成很大的环境污染,均未能被采用。电磁力作用和引力作用一样,是场的作用,可以隔空,完全没有机械接触。恰似一个无形的手作用着:无声、无息、无污染、高强度、高速度,完全能满足高速、超高速的要求。
二、磁悬浮列车磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。1922年,德国工程师赫尔曼•肯佩尔(Hermann Kemper)提出了电磁悬浮原理,继而申请了专利。20世纪70年代以后,随着工业化国家经济实力不断增强,为提高交通运输能力以适应其经济发展和民生的需要,德国、日本、美国等国家相继开展了磁悬浮运输系统的研发。其中德国和日本取得了世人瞩目的成就。1. 磁悬浮——行驶无轮磁悬浮力利用“同性磁极相斥,异性磁极相吸”的原理,使车体悬浮。产生磁场的有常导电磁铁、超• 26 •现代物理知识
图5 直线电机原理图6 驱动行波磁场
导电磁铁和永久磁铁,与之相作用的有超导体、强导磁体、金属导体,以上六种物体可以组合成多种磁浮方式。悬浮方式按电磁原理可分为电磁式(EMS)和电动式(EDM);按悬浮力性质可分为吸引式和推斥式;按励磁方式可分为常导式、低温超导式、高温超导式和永磁式。目前较成功地应用在磁悬浮列车中的是:日本低温超导电动式磁悬浮ML系列技术;德国常导高速电磁式磁悬浮TR系列技术和日本常导中低速电磁式悬浮HSST系列技术;我国自主研发的常导中低速磁悬浮列车,技术与HSST基本相同。2. 直线电机——飞行无翅直线电机,顾名思义就是线性运动的电机,其基本原理和旋转电机一样,也是基于电磁场的作用而产生机械运动或发出电流,如图5所示。 将传统的旋转电机沿轴向切开、展直,即变成直线电机,只不过旋转电机定子中旋转磁场变成直线电机初级中的直线移动磁场,与次级磁场相互作用,产生直线牵引力,驱动车辆运动。原则上每种旋转电机都有与之相对应的直线电机,但从使用角度衡量,至今只有直线同步电机与直线异步电机比较适合用作磁悬浮列车的牵引电机。直线电机根据初级长度与驱动方式等分类。依据初级长度不同,可划分为长初级直线电机与短初级直线电机。目前较为成熟的采用直线电机驱动的磁悬浮列车中,常选择长初级直线同步电机和短初级直线异步电动机,这两种电机性能列表比较在表1中。从表1中可见,短初级异步电机需要受流器供电,因此不适宜用在高速系统中。同步直线电机采用长初级形式,由地面供电无需受流器,其同步运行速度与初级直线移动磁场速度严格同步,如图6所示,移动磁场为电磁波,其行波速度:v = 2ft
式中,f为初级电流频率,t为磁极轴线距离(极距),当f和t选取足够大时,行波速度将非常高,理论上可以达到光速,但对于磁浮车而言,受电源频率、电机结构及车型阻力等因素影响,地面运行磁浮车速一般不宜大于600 km/h,然而即使是这一速度,已是飞机的飞行速度了。
性能短初级直线异步电机长初级直线同步电机电机初级绕组安装位置车上地面线路上
功率因数低≈1效率低高控制难度小大线路造价低高是否需受流器需要不需要
典型应用日本HSST,加拿大及日本直线轮轨交通系统德国TR,日本MLX,美国Magplane,M3,GA
表1 两种直线电机的性能比较三、日本高速磁悬浮列车ML高速磁悬浮车由日本铁道公司研制,采用低温超导电动式磁悬浮,无铁芯长初级直线同步电机牵引技术,列车的结构断面如图7所示,主要由车体、车载低温超导磁体和制冷器、轨道侧壁、安装其上的长初级三相绕组、用于磁浮与导向的8字形线圈及支持轮走行轨等构成。• 27 •25卷第2期 (总146期)
1. 磁悬浮原理ML系列采用超导励磁电动式磁悬浮方式,基本原理如图8所示,车辆悬浮力来自车辆的两个侧面,在地面轨道的相应侧面上,沿整个运行段,按设计的极距排列着8字形的短路线圈,当车辆高速通过时,超导磁体(其中心磁场强度高达5 T)在8字形线圈中感生出电流,此电流在上侧线圈中产生一个与超导磁体异极性磁场,吸引磁体向上,下侧线圈则产生一个与超导磁体同极性磁场推斥磁体向上,合力使车辆受到一个向上的力,磁力足够大时克服重力使车辆悬浮,导向力产生原理类似,也是基于电磁感应原理。 当列车速度较低时产生的悬浮力不足以浮起车辆,需要依靠安装在转向架上的辅助车轮支撑;当速度提高,车辆逐渐浮起来。ML系列悬浮高度约为100~150 mm。2. 驱动原理如图9所示,ML系列车辆两侧在两端都安装有
图7 ML高速磁悬浮车断面图图9 ML磁悬浮驱动原理
图8 ML磁悬浮悬浮原理
低温超导磁体,地面侧壁除安装有悬浮导向用的8字形线圈外,还安装有驱动用的三相绕组,三相绕组通上电流后就会产生移动磁场,这一磁场与超导磁体相互作用,产生吸引力和排斥力,合力为向前的牵引力,改变电流频率和大小,会改变牵引力的大小和车辆运行的速度,绕组通电顺序反相则会产生一个向后的制动力。
3. 技术特点ML系列超导磁悬浮系统中:驱动、悬浮、导向都采用无铁芯的空心线圈。磁路中无铁芯,不存在饱和问题,但磁路磁阻增大许多,要产生相应的力,励磁场的励磁电流必须非常大。有必要采用超导线圈,同时由于无铁芯,磁通在三维空间是发散的,因此必须在励磁体周围安装上磁屏蔽装置,以防止漏磁场对人体和其他仪器仪表的侵害,尖端的低温超导技术是ML系统的核心。悬浮与导向特点:为电动式悬浮,地面常导8字形线圈起到悬浮和导向作用的电流由车载磁体感应生成,所以悬浮和导向均为自稳定系统,无需控制。且悬浮气隙大,可高达100 mm以上,但车辆在低速及静止时需要辅助车轮支撑、导向。驱动特点:采用地面长初级同步直线电机。地面供电,不存在前言中第2节所述受电弓引起的问题,可提供产生大推力的电能,并且由于极距较大,通以较低频率的电流就能得到较高的同步速度,2003年就创造了581 km/h的世界纪录。日本自1970年开始超导磁悬浮研究,经数十年,一直坚持研发。2005年,日本超导磁悬浮铁路实用技术评估委员会,作出实用化的基础技术已经确立的评估结论,并计划在2018年完成确立与其他交通运输方式具备竞争力的超高速大运量磁悬浮铁路系统的实用化技术。