高速磁悬浮铁路的争议
专业知识分享版
使命：加速中国职业化进程
京沪高速铁路项目的前期准备新世纪之初的1月1日，经济日报列举我国6项世纪工程：京沪高速铁路是其中之一。
修建京沪高速铁路，是沿线社会、经济发展的迫切需要。这一项目的前期研究工作已进行了近10年。国家有关机构和科研院所以及世界银行，对京沪高速铁路的可行性、主要技术方案及成本效益，组织过多项专题研究。围绕项目开设的近3 00项攻关课题多已取得成果，为设计、评估和立项提供了科学依据。
与此同时，铁道部开展了勘测设计工作，并已完成初步设计。我国在高速铁路方面，已有较充分的技术储备和潜力，只需进一步引进、消化吸收少量国外高速铁路的设备、技术和部分关键零部件，就具备了建设具有大量自主知识产权装备的京沪高速铁路条件。
1996年和1997年，铁道部先后向国务院和国家计委上报了预可行性研究情况报告和项目建议书。计划2000年立项，2008年建成。
据测算，京沪高速铁路工程总造价将达到1000亿元人民币，设计平均时速为250公里(最高时速350公里)，列车间隔设定为4分钟，每天110-120对，一列车可载客1000-1200人，每天运送22万人次。全线票价将为飞机票价的50%到60％。如果中途不停靠，运行时间将从原来的14个小时缩短到5个小时，与乘飞机相去不远。加上高速列车的安全性有口皆碑，因此应该说“新干线”具有相当的竞争力。铁路部门当时估计，京沪“新干线”将在1 5年内收回全部投资。
自1998年9月起，中国国际工程咨询公司受国家计委委托，对京沪高速铁路项目进行了评估，并对可行性报告作了肯定的评价。
京沪线的“轮轨”方案和“磁悬浮”方案之争
就在项目等待最后拍板的时侯，1998年6月，中科院何祚庥、徐冠华和严陆光三位院士对京沪高速铁路项目提出了截然不同的观点，主张以时速500公里左右的“磁悬浮”列车取代“轮轨”列车，认为中国目前还没有建设高速铁路，航空客运和高速公路也处于初期发展阶段，交通结构调整的代价远比发达国家小，因而可以“实现技术跨越”，将高速磁悬浮列车系统作为中国有轨交通首选方案。一场持续两年的大辩论由此展开。
为此，中国工程院，中国国际咨询公司都组织了论证，并去德国和日本考察，共同的结论是：高速磁悬浮系统目前尚不具备工程的可行性，也不适应京沪线的客流特点，京沪高速铁路宜采用轮轨技术系统。
但是磁悬浮方案并没有就此搁置。经国务院有关部门同意，在上海先建设一条高速磁悬浮示范运营线。“2000年3月，科技部高新技术发展与产业化司和德
专业知识分享版
使命：加速中国职业化进程
国柏林磁悬浮高速列车国际股份有限公司就磁悬浮列车技术合作事宜签署了意向书。这表明，时速可达5 00公里的德国Transrapid 高速磁悬浮列车正在启动驶向中国”(新浪网2000.3.3 )。但就在这一意向书签字前的一个月(2000.2.5)，德国政府及有关方面正式宣布放弃论证了7年之久的柏林-汉堡高速磁悬浮铁路运营线计划。
我国领导人去年在访问德国和日本时，也对高速铁路问题表示了关心，尤其对德国磁浮列车技术表示出极大兴趣，认为是“成熟的，可以应用的”(新浪网2000.7.7 ChinaByte)。但在和日本的谈判中，日方公开表示，日本在自己的磁悬浮技术还不成熟时，不会向国外提供这项技术。同时，日本一直对中国的京沪高速铁路感兴趣。19 99年已故小渊惠三首相访华，表示日本愿意出售最先进的(轮轨)新干线技术，提供建设资金，希望拿到京沪高速铁路项目。
高速列车和磁悬浮列车
一般称最高商业运行速度大于200 世界上第一条高速铁路是日本的东海道新干线，于1964年10月1日正式通车，速度210公里/小时。日本新干线的成功刺激了欧洲高速铁路的发展。
欧洲的科技界在当时有一种观点，认为轮轨列车其极限为270公里/小时左右，超过该速度，轮轨之间将失去牵引力，必须寻求替代的驱动原理。日、德、法、美、加等国，曾相继开展过轨道车辆的喷气推动，直线电机推动(即电磁力推动)研究。
于是，1922年由德国人赫尔曼·肯佩尔提出的，利用电磁悬浮原理与直线电机驱动相结合形成车辆的设想，开始受到关注。德国在其“高运力快速铁路研究”项目计划中，同时考虑并开展了轮轨高速铁路和磁悬浮技术的研究。
法国于1972年用TGV001号燃气轮驱动的机车，创造了运行速度达318公里/小时的世界记录，而且未见失去轮轨粘着牵引力的迹象。于是法国退出了与德国合作研究磁悬浮列车计划。接着，美国、加拿大、前苏联和英国等都相继放弃了磁悬浮技术的研究开发工作。
德国于1985年将轮轨式试验型ICE 列车交付联邦铁路；在新建高速线上最高运行速度达到317公里/小时。 德国于1971年造出第一辆常导磁悬浮原理车TRO1，日本于1972年造出第一辆超导磁悬浮原理车M L100以来，经过30年的改进研制、开发，同样得益于电子和计算机控制技术的发展，磁悬浮列车终于在近期向实用化迈进的道路上，得到比过去较快的发展。 但是，德国和日本各自花费以十亿美元计的金钱，分别发展了不同类型的高速磁悬浮系统。德国发展了常导型(TR 系列)；日本发展了超导型(ML 、MLU 、MLX 系列)。它们的悬浮原理和系统技术完全不同，绝对不能兼容并存。
专业知识分享版
使命：加速中国职业化进程
一位日本专家说：“如果在当时轮轨高速铁路达到了现在这样程度，恐怕日本就不会有人去研究高速磁悬浮技术了。”一位德国西门子公司高层管理人员说：“西门子20年来既成功开发了I CE 高速列车和高速铁路运营指挥系统，又同时开发了高速磁悬浮列车和控制系统，但也正因为这个原因，使德国的高速铁路进展比法国晚了10年。”(本节引用臧其吉, 人民铁道报2000.7.12 )
磁悬浮列车技术和经济的可行性
世界上磁悬浮列车的商业运营，只有英国伯明翰市内一条不足1公里的低速磁浮线。由于故障率高，不便保证安全运行，已于1996年关闭。
因此，当前磁悬浮铁路的论证还没有工程应用的实例供借鉴，已有文献所引用数据，基本上来自于德国柏林—汉堡磁浮线计划的预测数据。
德国政府于1992年7月决定将柏林—汉堡线作为磁悬浮列车第一条应用线纳入交通计划；该线全长292公里，预测运量1450万人，计划投资98亿马克，(后又追加30亿马克)，1 998年开工。经过长达7年的争论和反复，2000年德国最终放弃了这一计划。根本原因是工程技术不成熟，投资太大，风险太高。
德国曾花费巨资建成30公里磁浮试验线，现仅能供展示之用。德国有人对此评论道：“这是一个奢侈的游戏”，“从实验样车阶段便可直接送入博物馆”。
1998年8月，在全程270公里的悉尼—堪培拉线竞标中，德国提出的磁悬浮方案，投标价格比法国的ＴＧＶ高速轮轨还要低，但澳大利亚出于对风险的考虑，最后还是选择了ＴＧＶ高速轮轨技术。
磁悬浮技术的“优点”
那么，磁悬浮列车在技术上有什么优点？“支持派”的意见一般认为，由于轮轨高速列车受轮轨支承和受电弓供电的限制，提速潜力有限，而磁浮列车是与地面无接触、不带燃料的地面飞行，提速潜力大。所以磁浮列车有以下优越性：
速度快：轮轨高速列车最高时速300-350公里，常导磁浮列车时速可达400-500公里，可与民航竞争。因为300公里/小时的轮轨列车，在700公里内具有对民航的竞争优势，而5 00公里/小时的磁浮列车，在1500公里内具有对民航的竞争优势。
加速减速快，爬坡能力强。
能耗低：德国TR 磁悬浮列车时速500公里时，座公里能耗为飞机的1/3至1/2，比汽车小30%。时速300公里时，座公里能耗与ICE ３高速轮轨相同速度时相当
专业知识分享版
使命：加速中国职业化进程
(另一说节省2 8%)。
维修省：磁浮列车维修集中在电子技术方面，不需大量体力劳动。
舒适性好，震动小。
污染小。
噪音小。
支持磁浮方案的严陆光院士也承认，磁悬浮列车有以下问题：
兼容性差：磁浮车与轮轨铁路间要出站换乘，不方便。
运量比轮轨列车小，但这是任何一种新技术与传统技术比较时通常遇到的情况。 投资大：高速磁悬浮线路的投资，比高速轮轨铁路高1.2-1.5倍。但前者的速度却比后者要高出50-70%，“这样比较，其实是一个优点”。 而且，高速磁悬浮铁路体系的发展将带动当前众多高新技术前沿的发展。这些高新技术本身又将形成新兴产业，对经济发展发挥重要的作用。(参见严陆光2000)
反对磁浮方案的专家们对以上各项“优点”，几乎逐项作了反驳。
关于速度优势问题：首先，磁浮列车并非唯一能达到时速500公里的地面交通工具。例如法国轮轨高速列车试验运行的时速曾达到515.3公里，没有出现失去牵引力的现象，运动力学指标安全，即还有提高速度的可能。 一些专家指出：地面交通时速不宜超过400公里，这应是一个基本的概念。喷气客机的起飞速度是每小时350公里。地面列车时速一旦达到500公里，有93 000)
关于能耗低：这完全是“假说”。据德国发表的文献分析，计算磁悬浮列车能耗是相同速度轮轨能耗的1.24倍以上。而且，德国ICE 轮轨列车的座公里能耗，比日本高速轮轨列车高4 3%。 轮轨列车机械摩擦阻力为已知，一般大约为每吨重量1公斤左右，而磁悬浮列车尽管没有机械摩擦阻力，也存在悬浮和导向耗能、导磁涡流产生的磁摩擦阻力、线性电机的行车阻力耗能和气隙损耗等等，这些都还有待测定。
关于维修省：磁悬浮系统虽然没有轮轨接触，但车、线之间配合关系非常严格，可以说是一个非常精密的系统。实际运营线要比试验线情况复杂得多，维修技术应比轮轨系统复杂得多。所以，德方提供的维修工作量和维修费用比例，根据明显不足。
关于舒适性，也要打个问号。比如，磁浮线弯道超高，架设支承梁要用混凝土浇灌定位，无法调整。运营中如果要改变行车速度，旅客乘坐的舒适度无法保证。特别是当两列磁悬浮列车各以5 00公里的时速会车时，相对速度接近音速，会出现极大的气压波，如何保证车体的平稳性和旅客的舒适度，如何规定会车时速，都是有待研究的问题。 日本专家提出磁悬浮不能实用化的原因之一是舒适性问题，特别是纵向加减速度超过了舒适性标准的要求。
关于噪音小。从德方提供数据可知，时速200公里以下时，磁浮车的噪声比轮轨车低，在300公里时二者相同，到500公里时，噪声达到100分贝，属于不能允许范围.。如果为控制噪声把时速控制在300公里以下(特别是在人口稠密的城镇
专业知识分享版
使命：加速中国职业化进程
地区)，那么磁浮列车“速度高”的优越性，已经大大地打了折扣。
磁悬浮列车投资大，维护成本高
磁悬浮列车的工作原理，是一个展开成数十百公里的巨大的电机系统。它要求“定子”(路轨)和“转子”(列车)之间的配合十分精密，控制系统十分复杂(沿线每400 但是，力主上磁浮列车的何祚庥院士对此却有独到的见解。他认为，磁悬浮列车在经济和工程两方面“有无可比拟的优越性”：
投资省：据德国柏林—汉堡设计方案，“双线轮轨式高速列车公里造价是3400-5000万马克(依地面的不同复杂程度)；而双线磁浮列车是2900万马克”。(注)
车轨寿命长：“磁浮列车路轨寿命80年，轮轨列车轨道、地基寿命60年；磁浮列车车辆寿命35年，轮轨列车20-25年”。
维护费低：磁浮列车的年运行维修费仅为总投资的 1.2%，而轮轨列车高达
4.4%。 磁浮列车和轮轨列车有等同的客运能力。 将上述优点综合，磁浮列车的运行、维修成本大约是轮轨高速列车的1/4。所以，“二者每座成本之比为1∶2.8。(一般来说，路轨和土建费用约占了总投资的60％)”。(何祚庥 2000)
但是，何院士所引用有关投资的数据完全是“笔误”。据德方提供数据，柏林—汉堡线如按轮轨高速方案，每公里固定设施造价是2540万马克；而原计划的柏林—汉堡磁浮线原9 8亿马克的投资中，89亿是线路、车站和运行设备等固定设施建设费，平均每公里造价是3100万马克，再加上拟追加的30亿，每公里造价将达到4100万马克。
关于维护费：据法国实际统计数据，高速轮轨铁路的线路维修费为每公里每年6万法郎，为建设投资的0.24%，不到德国专家所报的磁悬浮铁路维修费(1.2%)的1/5。把投资和维护两方面费用相加，所谓磁浮和轮轨“二者座成本之比为1 ∶2.8”之说是根本不成立的。
日本山梨磁浮试验线及车辆的造价都是新干线的3倍左右(马大炜，2000访问山梨试验线日本专家介绍)。有专家指出：构成磁浮线路的桥梁是普通路基的4-5倍；磁悬浮的承载轨道是长定子铁芯，驱动装置是沿线路铺设的长定子绕组，还要加上导向钢轨和迫降轨道；庞大的道岔及复杂的转辙装置，复杂的供电设备，所以它的总造价约是轮轨铁路的2 -3倍，而且难以降低。
至于“磁悬浮列车占地省”
“运力和轮轨一样”等说法，也都是似是而非的。 磁悬浮在工程上的先天不足 有专家进一步指出，磁浮系统自身的结构，决定了它缺乏工程可行性和实用价值：
专业知识分享版
使命：加速中国职业化进程
磁悬浮列车不能形成一个通用的运输系统。不兼容，无法调整。 磁悬浮列车相当于“电机”的转子，它必须与它的“定子”——展开铺成道路的电磁绕组构成一个固定形式、固定功率和能力的运输系统。它不但不能与其他运输系统兼容，一种磁浮列车也不能与另一条磁浮线路兼容。这样一来，一条磁悬浮系统设计建成，它的车辆载重、列车长度、行车密度和运行速度从而运输能力便不能扩大或改变，否则，整个造价昂贵的…电磁道路?将拆去重建。这使它只能适用于点对点的直通客流。
磁悬浮线路道岔结构庞大而复杂，可靠性不能保证。 轮轨铁路通过钢轨道岔实现列车的转辙。磁悬浮列车的轨道由钢梁或混凝土梁构成，道岔只能移动整梁，实践中用8台液压千斤顶，以约50吨的转辙力使数百吨重的梁移动数米行程，而且转辙后锁定困难，可靠性差。而运输组织必须要采用大量道岔，因而不但工程造价高，运输可靠性更难以 此外，磁悬浮列车车站的设计、与现有铁路系统交叉对铁路运输的影响，以及磁悬浮列车将如何组织运输，如何计算它的运能等这些交通运输的基本问题，日本和德国人尚未考虑。
磁悬浮列车实际运营的安全可靠性尚未得到验证
安全是高速运输工具的前提条件。轮轨高速铁路的安全性是得到保证的，磁浮列车如何呢？有人说磁浮列车的安全性“分别比飞机、火车和汽车高20倍、250倍和700倍”，这是不负责任的说法。
专家指出，日、德两国在磁浮试验列车安全方面的研究，还没有达到工程上可靠的程度。日本的超导磁浮列车，刚完成其计划中的技术可行性验证，其中关键是安全问题，包括高速制动、耐久性。他们计划继续 5 年试验，才能进行是否实用化的评估。而德方对磁悬浮系统的导向控制系统与列车的横向动力稳定性的关系，缺乏说明。为解决常导磁浮列车的安全可靠性，只能靠一个线圈失灵了，另一个顶上的“冗余设计”来保证安全。此外，只有单线试验经验，没有进行会车的复线试验条件。双线会车情况怎样，一旦发生故障，如何组织运输等等问题，还不能回答。
“令人吃惊的是，在日本因为超导磁悬浮技术还不完全成熟而不敢投入实际运用的情况下，德国竟然将其更不成熟的常导磁悬浮技术推销到中国来”(马大炜，人民铁道报2000. 7.12)，同时德国又在国内大力发展轮轨高速列车。日本不愿意向我转让超导磁浮列车技术，主要还是他们不认为自己的技术已经成熟(拟建的东京—大阪磁浮运营线，是高速干线的补充而非主流)，说他们是技术“保守”，还缺乏根据。
磁浮运输在中国的经营风险有多大？京沪间“点对点”直达磁浮铁路能满足沿线巨大客运需求吗？
专业知识分享版
使命：加速中国职业化进程
由于拟议中的柏林-汉堡磁浮线存在造价高、运量小的问题(磁悬浮运输是“点到点”方式，运量势必不足：轮轨式高速铁路沿线停站多，与普通铁路兼容，吸引客流方便)，其必然的结果是经营风险过高。预计柏林—汉堡线每年将亏损7 000万马克至1亿马克。在预计连年亏损的情况下，偿还近130亿马克巨额投资更是无从谈起。 “造价高和运量不足必将导致票价提高，磁悬浮列车运营时的实际票价将是航空票价的1.8-2.4倍，与高速列车相比则要高出3-4倍，这样将大大影响旅客的承受能力。…由于政府修不起，经营者赔不起和老百姓坐不起而使其经济活力降为零”。(吴玉树2 000)
“支持派”提出这样的理由：德国不用磁悬浮这项新技术而要向中国推销，是因为德国地盘小，客流量少，而中国地广人稠，磁浮列车可以显示其经济性。比如用在京沪高速铁路上就会有效益。
但也有专家指出：中国的运输市场需求根本就不是几个大城市间的客流，例如京沪两地的直达旅客，只占京沪线旅客量总数的5%(不到周转量的20%), 高速磁浮铁路的“点对点”运输无法吸引中途旅客，能解决京沪沿线日益增大的客运压力吗？如果只为满足京沪两地旅客的快捷直达旅行要求，岂不违反了“适应沿线社会经济发展需要”的初衷？所以，说“磁浮铁路能适应中国客运市场”，也是有很大问题的。
况且，磁浮和传统轮轨两种运输系统的交叉，还可能影响原有铁路系统运力，综合评价，是否合算？
日本向我国京沪高速线推荐轮轨技术时，理由也说得很清楚：高速磁悬浮系统的造价是高速轮轨铁路的2倍(京沪高速轮轨铁路每公里预算约1亿人民币)，能力是轮轨铁路的一半，而票价是轮轨的3 -4倍。
上海浦东磁浮试验运营线存在的问题
2001年1月23日，上海磁悬浮快速列车工程设备供货及服务合同签字仪式在上海举行，上海磁悬浮交通发展有限公司、德国西门子公司、蒂森高速列车公司代表分别在合同上签字。上海磁悬浮快速列车工程将正式启动。这条线路西起地铁2 号线龙阳路站，东至浦东国际机场，全长33公里(实为30公里--编者)，设计最大时速430公里，单向运行时间8分钟。预计2003年初建成试通车。它又是一条旅游观光和示范运行线。(新民晚报2 001.1.23 杨俊)
按设计，远期(2020年)列车编组8辆，每列载客860人，高峰小时可发6对列车，运输2×5160人。按每天运行十八小时计算，最大年运量7500万人次。
上海磁浮线是为京沪磁浮高速铁路作准备的试验线。它“可为我国尽早建设长距离实用线路打下坚实基础。从德方看其意义就更为明显。据透露，上海磁悬
专业知识分享版
使命：加速中国职业化进程
浮项目签订后，将使德国企业有机会争取到价值 3 00亿美元的和约(同)。” (2001.1.5 北京晨报 张晓莉)
但是，这条线路无论从上海市区交通角度还是京沪线“示范”角度，都有很大的问题。
专家指出，对于解决上海地区交通问题，30公里长的线路，没有必要取430公里的时速，显然在技术经济上是不合理的。
在工程上，由于赶施工期，可能会面临不少问题。例如上海是典型的软土地区。而德国人没有在软土地基上建设磁浮线的经验。磁浮轨道要求高度的“平顺性”，就要求严格控制地基的沉降及其沉降速率。
城市交通的特点之一是站点多。而高速磁悬浮的“点对点”特性，使可行性分析中对“大客流量”的预测成为“一厢情愿”。
费用问题。上海市原计划投资总额是52亿人民币，其中含购买德国设备费用3.2亿马克。据透露，德国方面的设备报价为24亿马克。经过反复讨价还价，后来“砍”到12.9 亿马克。但降价的条件是降低技术水平。原来设想时速达到505公里(弄个“世界第一”，其实505公里也不会是世界第一)，结果时速降为430公里。
于是，上海磁浮线的总造价从52亿，增加到92亿。这还没有包括沿线拆迁费和浦东机场车站的建设费。专家们认为，算总帐可能要120亿。这样，平均每公里造价达到4亿，等于京沪高速轮轨方案每公里投资的3 -4倍。
单程票价预定为50元。按上海预计的客流量，收回投资应该是没有问题的。但中国国际工程咨询公司对此并不乐观。如果不能达到预期客流量，势必出现亏损。要抬高票价，一旦比“打的”还贵，就更缺乏竞争力。这个世界上第一条高速磁悬浮商业运营线，将是上海一道新的“亮丽的风景线”，还是最终成为一场“奢侈的游戏”，“直接进入博物馆”？尚待实践检验。
尽管代价昂贵，它是否能为京沪线的磁浮方案提供“试验”？有专家认为：30公里的长度，不足以解决长距离干线采用高速磁浮技术的可行性问题，因为它不具备长大干线运营试验的条件。比如：不同种类列车的越行问题，时速5 00公里时列车交会问题(双线间距、列车密封性、外形等等)，道岔及所有轨道部件疲劳寿命问题，多列车运行组织、调度指挥、事故故障处理等等一系列问题。
“磁悬浮”方案的意见归纳如下：
高速磁悬浮技术与高速轮轨技术相比，前者在技术上和工程实用性上还不成
专业知识分享版
使命：加速中国职业化进程
熟，安全可靠性问题尚待解决；造价和维修昂贵；应用范围只限于大城市“点”与“点”之间客运；作为飞机和火车之间的新技术，速度赶不上飞机，运量赶不上火车，市场适应面狭窄，运营风险高。总之，技术不成熟和经济性差，注定了它在与航空、铁路竞争中只能处于劣势。
更重要的是，用这种不成熟的“点对点”运输方式，无法缓解京沪沿线巨大的客流压力。花费比轮轨铁路高数倍的巨大投资，却难以得到需要的经济社会效益。
面对世界高速铁路发展的主流，面对我国高速磁悬浮研究一片空白的情况，我们应保持清醒的头脑，不要贸然让磁悬浮列车驶向中国京沪高速铁路。
已经进行近10年论证研究、正在等待立项审批的京沪高速铁路建设项目，不能无限期地受到“轮轨”与“磁浮”之争的干扰。这样大的项目，从立项到开工准备时间起码需要两年，时间就是金钱，耽误不起。因为立项越晚，铁路选线越难，造价越高。
98年评估选线时，就涉及大量与高速公路选线冲突的谈判。这样耽误下去，不仅好的线路被占用，而且沿线地价逐步升高，所需拆迁费用也将不断上升。
“轮轨”与“磁浮”之争，不仅是专家们之间的学术之争，而且是关系到21世纪中国高速交通运输战略的重大问题，是对国计民生影响深远的重大问题，有必要说清楚。
(高梁整理)
注： 何祚庥院士对“为什么磁悬浮列车反而投资省”的解释是：
“轮轨列车是由电动机产生旋转动能，通过机械传递转化为车轮的动能，由轮轨间的摩擦力转化为列车前进动力。磁浮是通过直线电动机，直接将电能转化为列车前进的动能”；
“轮轨机车上的“点接触”带来了巨大的持续的冲击压力，…磁浮列车…却是定子和转子间的“面作用”，两者的冲击压力比是5000∶1！…前者的钢轮钢轨，…要求极高的安全系数，磁浮高速列车中，这一冲击应力负荷问题，可以轻松过关。” 而且“由于磁浮列车的脉冲冲击压较小、自重较轻，所以更便于高架运行”。
(何祚庥 2000)
第一点解释不是工程的解释。关于第二点解释，有专家指出：这是用来“骇人听闻”的违反科学的宣传。
专业知识分享版
使命：加速中国职业化进程
轮轨之间的“接触压应力”尽管在10吨/平方厘米以上，但它完全在“轮”和“轨”的强度承受范围内，不会影响线路的造价和维修费用。而磁悬浮列车的0.7公斤/平方厘米 的均布载荷，却是作用在作为轨道主体的硅钢片上。硅钢片是脆性材料，在拉应力及动载荷作用下，极易脆裂损坏。 轮轨列车对路基的压力，是通过钢轨，轨枕和道床均匀分布作用在路基或高架梁上，路基所受压强其实也就是1公斤/平方厘米左右。而磁浮轨道所受压力应该和轮轨铁路差不太多。更关键的是，对于高速行驶的交通设施来说，强度不是结构设计的控制条件，刚度(即变形)才是最主要的控制条件。要不然，为什么磁悬浮列车线路高架梁的高跨比比轮轨要求更高？
磁悬浮列车技术 论文
磁悬浮列车技术 苏州科技学院天平学院陈耀1330117102 【摘要】:磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。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。1970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、日本等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。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。不同于传统列车利用车轮与钢轨之间的粘着力使列车前进。磁悬浮列车运行时与轨道保持10mm或者100mm的间隙，从根本上克服了传统列车轮轨黏着限制、机械噪声和磨损等问题，是一种新型的运载工具，其时速远远超过传动列车。 【关键词】：悬浮、推进、导向、创新 【正文】 一、工作原理 磁悬浮列车利用电磁体“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹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。下面分别对这三分所采用的技术进行介绍。 导向系统
导向系统是一种测向力来保证悬浮的机车能够沿着导轨的方向运动。必要的推力与悬浮力相类似，也可以分为引力和斥力。在机车底板上的同一块电磁铁可以同时为导向系统和悬浮系统提供动力，也可以采用独立的导向系统电磁铁。悬浮系统 目前悬浮系统的设计，可以分为两个方向，分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统（EMS）和电力悬浮系统（EDS）。图4给出了两种系统的结构差别。（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。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。（EDS）将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电流。由于机车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大，从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一样的装置对机车在“起飞”和“着陆”时进行有效支撑，这是因为EDS在机车速度低于大约25英里/小时无法保证悬浮。EDS系统在低温超导技术下得到了更大的发展。超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性。超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成，它不仅电流阻力为零，而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流，这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁。
中国磁悬浮列车原理
磁悬浮列车 1.磁悬浮技术的原理 磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。 2.磁悬浮技术的应用 国际上对磁悬浮轴承的研究工作也非常活跃。1988年召开了第一届国际磁悬浮轴承会议，此后每两年召开一次。1991年，美国航空航天管理局还召开了第一次磁悬浮技术在航天中应用的讨论会。现在，美国、法国、瑞士、日本和中国都在大力支持开展磁悬浮轴承的研究工作。国际上的这些努力，推动了磁悬浮轴承在工业上的广泛应用。 国内对磁悬浮轴承的研究工作起步较晚，尚处于实验室阶段，落后外国约20年。1986年，广州机床研究所与哈尔滨工业大学首先对“磁力轴承的开发及其在FMS中的应用”这一课题进行了研究。此后，清华大学、西安交通大学、天津大学、山东科技大学、南京航空航天大学等都在进行这方面的研究工作。 目前在工业上得到广泛应用的基本上都是传统的磁悬浮轴承(需要位置传感器的磁悬浮轴承)，这种轴承需要5个或10个非接触式位置传感器来检测转子的位移。由于传感器的存在，使磁悬浮轴承系统的轴向尺寸变大、系统的动态性能降低，而且成本高、可靠性低。此外，由于传感器的价格较高，从而导致磁悬浮轴承的售价很高，大大限制了它在工业上的推广应用。 2009年8月，参观者在北京看磁悬浮列车轨道，北京城建设计研究总院的总工杨秀仁透露，北京正在做一条磁悬浮线的长期规划———通往门头沟的S1轨道线路正在筹划，计划采用中国自主研发的磁悬浮技术。而由北京控股磁悬浮技术发展有限公司和国防科技大学合作的中低速磁浮列车，是中国唯一具有完全自主知识产权的磁悬浮列车。 3.磁悬浮技术的前景 随着电子元件的集成化以及控制理论和转子动力学的发展，经过多年的研究工作，国内外对该项技术的研究都取得了很大的进展。但是不论是在理论还是在产品化的过程中，该项技术都存在很多的难题，其中磁悬浮列车的技术难题是悬浮与推进以及一套复杂的控制系统，它的实现需要运用电子技术、电磁器件、直线电机、机械结构、计算机、材料以及系统分析等方面的高技术成果。需要攻关的是组成系统的技术和实现工程化。 磁悬浮轴承面向电力工程的应用也具有广阔的前景，根据磁悬浮轴承的原理，研制大功率的磁悬浮轴承和飞轮储能系统以减少调峰时机组启停次数；进行以磁悬浮轴
上海磁悬浮列车中英双版
上海磁悬浮列车 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。磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥——结果是一“推”一“拉”。磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙（一般为1—10cm），因此运行安全、平稳舒适、无噪声，可以实现全自动化运行。磁悬浮列车的使用寿命可达35年，而普通轮轨列车只有20—25年。磁悬浮列车路轨的寿命是80年，普通路轨只有60年。此外，磁悬浮列车启动后39秒内即达到最高速度，目前的最高时速是552公里。据德国科学家预测，到2014年，磁悬浮列车采用新技术后，时速将达1000公里。而一般轮轨列车的最高时速为350公里。 “常导型”磁悬浮列车 世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需6～7分钟。上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。是利用“异性相吸”原理设计，是一种吸力悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的吸力是车辆浮起来。 列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁，在“工”字轨的上方和上臂部分的下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流使电磁铁和轨道间保持1厘米的间隙，让转向架和列车间的吸引力与列车重力相互平衡，利用磁铁吸引力将列车浮起1厘米左右，使列车悬浮在轨道上运行。这必须精确控制电磁铁的电流。 悬浮列车的驱动和同步直线电动机原理一模一样。通俗说，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变成电磁体，由于它于列车上的电磁体的相互作用，使列车开动。 列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时，线圈里流动的电流方向就反过来，即原来的S极变成N 极，N极变成S极。循环交替，列车就向前奔驰。 稳定性由导向系统来控制。“常导型磁吸式”导向系统，是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时，列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用，产生排斥力，使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时，控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制，达到控制运行目的。 “常导型”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼?肯佩尔于1922年提出。 “常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能。我们知道，电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时，通过电磁感应作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。 上海磁悬浮列车时速430公里，一个供电区内只能允许一辆列车运行，轨道两侧25米处有隔离网，上下两侧也有防护设备。转弯处半径达8000米，肉眼观察几乎是一条直线；最小的半径也达1300米。
磁悬浮列车主要由悬浮系统
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，见图3。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。下面分别对这三部分所采用的技术进行介绍。 悬浮系统：目前悬浮系统的设计，可以分为两个方向，分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统（EMS）和电力悬浮系统（EDS）。图4给出了两种系统的结构差别。 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。 电力悬浮系统（EDS）将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电流。由于机车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大，从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一样的装置对机车在“起飞”和“着陆”时进行有效支撑，这是因为EDS在机车速度低于大约25英里/小时无法保证悬浮。EDS系统在低温超导技术下得到了更大的发展。 超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性。超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成，它不仅电流阻力为零，而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流，这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁。
上海高速磁悬浮地面牵引供电系统
1 引言 近些年来，磁浮列车以其高速、节能、安全、舒适、环保等优点日益受到人们越来越多的关注。目前德国和日本是世界上磁浮列车研究最多的国家：德国已经研制了tr系列吸力型磁浮列车，并在埃姆斯兰建造了大型试验用的tve试验线;日本也研制了mlu系列斥力型磁浮列车和hsst系列吸力型磁浮列车，并修建了山梨试验线。我国也在积极开展这方面的研究工作，上海已从德国引进了tr08型磁浮列车，并已投入了商业运行，同时也拉开了消化吸收其先进技术的序幕。在磁浮列车运行系统中，合理有效的牵引供电系统是实现磁浮列车高速可靠运行的关键之一，故而成为本文的主要研究对象。 2 磁浮列车牵引供电系统概况 磁浮列车按照动力源（直线电动机）定子的长短相应可分为短定子直线电动机驱动的磁浮列车和长定子直线电动机驱动的磁浮列车。短定子直线电动机是将定子绕组安装在车体的底部，通过向磁浮列车提供变压变频的电源，由车上的短定子产生行波磁场; 轨道上安置结构较为简单的长转子，这种结构多用于直线异步牵引电动机的驱动系统。由于列车通过受流器供电，而高速受流困难使列车运行速度、异步电机的功率因数及效率均受到限制，因此该系统仅用于低速小功率短距离的电力牵引。长定子直线同步电动机驱动的磁浮列车的底部安置有直线电机的转子，整条轨道上安装同步电机的长定子绕组。磁浮列车内部对转子的供电简单，没有高速受流的困难。采用这种直线同步电动机驱动，适合于高速、大功率、长距离的电力牵引。德国和日本均采用这种系统。德国研制了常导吸浮式磁浮列车：由车上常导电流产生的电磁吸引力吸引轨道下方的导磁体，使列车浮起。常导电流比较容易获得，通常由蓄电池或感应式发电线圈等设备产生电流，供给同步直线电动机的转子。但常导系统电磁吸引力相对较小，列车悬浮高度约10mm，故对控制精度的要求很高。日本研制的超导斥浮型磁浮列车是由车上强大的超导电流产生极强的电磁场，该电磁场相对线路侧墙上的8字形导电环高速移动，使导电环感应出强大的环流，在8字形下半环中形成推斥磁场，而上半环中则形成吸力磁场，使列车悬浮。该悬浮系统是一个无需反馈控制的稳定系统，而且悬浮高度可在10cm左右，从而使控制相对简单。 3 上海高速磁浮列车的牵引供电系统［1］ 上海运营的高速磁浮列车是从德国引进的tr08型磁浮列车，采用长定子直线同步电动机和常导吸浮式系统。其牵引供电系统如图1所示，由高压变压器（110kv/20kv）、输入变压器、输入变流器、逆变器和输出变压器等主要部件构成。 磁悬浮列车牵引供电系统从110kv网压经高压变压器变为20kv，再由输入变压器和输入变流器变为±2500v的直流电压。从直流环节来的直流电压，由三相三点式逆变器产生可变频率（0～300hz）、可变幅值（0～×4.3kv）、可调相角（0～360°）的三相交流电。磁悬浮列车的牵引变流器有两种工作模式：
磁悬浮列车发展史
磁悬浮列车发展史 磁悬浮列车 2003-12-31 磁悬浮列车是自大约200年前斯蒂芬森的“火箭”号蒸气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似乎还是一个新鲜事物，其实它的理论准备已有很长的历史。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。下面把各主要国家对磁浮铁路的研究情况作一简要介绍。 日本于1962年开始研究常导磁浮铁路。此后由于超导技术的迅速发展，从70年代初开始转而研究超导磁浮铁路。1972年首次成功地进行了2.2吨重的超导磁浮列车实验，其速度达到每小时50公里。1977年12月在宫崎磁浮铁路试验线上，最高速度达到了每小时204公里，到1979年12月又进一步提高到517公里。1982年11月，磁浮列车的载人试验获得成功。1995年，载人磁浮列车试验时的最高时速达到411公里。为了进行东京至大阪间修建磁浮铁路的可行性研究，于1990年又着手建设山梨磁悬浮铁路试验线，首期18.4公里长的试验线已于1996年全部建设完成。 德国对磁浮铁路的研究始于1968年（当时的联邦德国）。研究初期，常导和超导并重，到1977年，先后分别研制出常导电磁铁吸引式和超导电磁铁相斥式试验车辆，试验时的最高时速达到400公里。后来经过分析比较认为，超导磁浮铁路所需的技术水平太高，短期内难以取得较大进展，遂决定以后只集中力量发展常导磁浮铁路。1978年，决定在埃姆斯兰德修建全长31.5公里的试验线，并于1980年开工兴建，1982年开始进行不载人试验。列车的最高试验速度在1983年底达到每小时300公里，1984年又进一步增至400公里。目前，德国在常导磁浮铁路研究方面的技术已趋成熟。 与日本和德国相比，英国对磁浮铁路的研究起步较晚，从1973年才开始。但是，英国则是最早将磁浮铁路投入商业运营的国家之一。1984年4月，伯明翰机场至英特纳雄纳尔车站之间一条600米长的磁浮铁路正式通车营业。旅客乘坐磁浮列车从伯明翰机场到英特纳雄纳尔火车站仅需90秒钟。令人遗憾的是，在1995年，这趟一度是世界上唯一从事商业运营的磁浮列车在运行了
第四章 高速铁路与钢轨
第四章高速铁路与钢轨 第一节高速铁路对钢轨的质量要求 690．什么叫轮轨系统的高速铁路? 目前已经投入运营的高速铁路设计全部是采用轮轨系统，轮轨系统的高速铁路无论是总体设计，还是车体制造及线路施工维护技术都已成熟，这一系统已在世界各国运行了近40年。40年的运行证明了轮轨系统的高速铁路是成功的，并告诉人们这一系统在高速下运行是可靠的、安全的和高效的，被世界各国的政府和铁路部门所接受。 轮轨系统的高速铁路车速现已达到200～350km／h，全世界已建成的高速铁路总长约5000km。其中，日本有4条，法国有3条，英国有1条，德国有2条，西班牙有2条，波兰有1条。全世界在建或计划建的高速铁路约6000km，分布在13个国家，主要有日本、美国、中国、俄罗斯和韩国等。 采用轮轨系统的高速铁路，大多数是以大功率的电力机车或内燃机车为动力。高速铁路的线路采用小坡度，一般为0．8％～3．5％；线路曲线采用大半径，一般为2500～8000m。通常，人们把速度为200km／h的高速铁路定为第一代高速铁路，把速度为300km／h的高速铁路定为第二代高速铁路，把速度为350km／h的高速铁路定为第三代高速铁路。轮轨系统的高速铁路其实验车速已达到515km／h。到目前为止，世界各国已建成的和规划中的长距离的高速铁路基本上都是采用轮轨系统设计的。 691．什么叫磁悬浮系统的高速铁路? 磁悬浮列车是利用电磁原理和超导原理研制的一种高速列车。在电磁场产生的吸力或斥力作用下，列车被托起悬浮在线路上，靠线路上和车辆上的线性电机所产生的推力前进。与轮轨系统的高速列车相比，磁悬浮列车的车速可以更快，运行更平稳，又不产生污染，是一种理想的交通工具。但其技术难度大，目前尚在实验研究中。另外，磁悬浮高速铁路的投资比轮轨高速铁路的投资要高出20％～40％以上。 692．什么叫重载铁路? 现在，人们对“重载”(heavy haul)的概念往往仅指那些装运铁矿石、煤、磷矿等矿物的又长又重的货运列车，其实重载列车早已远远不拘于此。在北美有许多重载铁路，这些装载各种商品的又长又重的列车已运营多年。“重载”的概念随着社会生产力的发展也在变化，在1835年，那时所指“重载”是指采用蒸汽做动力的货运列车，它仅仅是相对于用马做动力的运客或运煤的四轮车而言的。 现代重载铁路的概念是由国际重载协会(IHHA)在1986年9月确定的，即重载铁路必须能让每列车载重量超过5000t、轴重大于21t的列车通过，且每年运量要超过2000万t的线路才能称为重载铁路。 重载铁路的出现，在历史上主要是看重其经济性。如美国和加拿大在边远山区采用超长和重载运输方式是经济的。为牵引这样的重载列车，在美国曾开发了最大牵引力的蒸汽机车“巨孩”号。这是在1941年由美国机车公司制造的。机车重达345t，有24个轮子。当时主要运行在夏延(Cheyenne)与怀俄明(Wyoming)线。列车全长约2442m，共牵挂90～100节车厢。该机车一直运行到蒸汽机车末期，现在被保留下来。其实在北美，轴重在30～35t的车辆并不少见，甚至可找到37t轴重车辆。当时由于经济发展的需要，曾开发出了35．7t轴重、125t装载量的车厢。应指出的是，重载运输即使是30～35t轴重列车，也会使桥梁的维修费成本升高到危险点。 现代重载铁路的铺设主要是用于运输煤、铁矿石和其他矿石。 693．什么叫自动化铁路? 自动化铁路．AGT(Automated Guideway Transit)是指列车的运营可以实现无人操纵，即从列车发出开车信号到列车启动、加速运行，以及在到站前的减速停车等，这一切均由计算
说明文阅读《高速磁悬浮列车》
说明文阅读《高速磁悬浮列车》 （1）近日，随着国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项“磁浮交通系统关键技术”项目启动，我国时速600公里高速磁浮研发正式拉开序幕。 （2）2016年10月21号，我国轨道交通设备制造商中国中车股份有限公司宣布，将启动时速600公里高速磁浮项目的研发。近日，科技部认证微博再次发文称，该项目由中车青岛四方机车车辆股份有限公司牵头组织实施，将建成一条长度不少于5公里高速磁浮的试验线，研制一列设计时速600公里高速磁浮试验列车。与国外同类高速磁浮相比，悬浮能耗降低35%、电磁铁温升降低40℃、单位有效载荷车辆减重6%以上，最终建成具有影响力的高速磁浮运输系统协同创新与集成化试验平台。形成国际领先的标准规范体系和综合评估及评价方法。 （3）据了解，目前世界上在磁浮方面领先的是日本和德国。日本采用超导磁浮，最高试验时速603公里;德国采用常导磁浮，最高试验时速505公里。上海的磁浮线路采用德国技术，运营时速430公里。据中国之声《央广新闻》报道，科技部表示，这个项目的实施，将使磁浮交通运营的速度达到一个新高度，更进一步提升磁浮交通的舒适度，降低运行能耗，为后高铁时代做好前沿技术的储备。 （4）尽管中国铁路网尤其是高铁网的运营和再建规模、系统很大，但地域广、人口多、中东部地区城市密集的特点，使得中国的点对点大容量高速旅客的运输需求很大，比如上海到北京，成都和重庆之间。北京交通大学教授贾利民认为，磁悬浮技术是一种点对点大容量的运输技术，可以作为现在高速和城际铁路路网系统的有益补充。 1、（2分）与外国同类高速磁浮相比，我国研发的高速磁浮项目的优点是什么？ 2、（4分）高速磁浮项目的实施有哪些益处？ 3、（2分）指出下列句子所使用的说明方法。（一个括号内只能填写一种说明方法） 与国外同类高速磁浮相比，悬浮能耗降低35%、电磁铁温升降低40℃、单位有效载荷车辆减重6%以上。（）（） 4、（3分）是什么“使得中国的点对点大容量高速旅客的运输需求很大”？
上海磁悬浮列车
来，认识磁悬浮列车 认识磁悬浮列车 我国人口众多，资源的人均占有量远远低于世界平均水平。所以在考虑发展我国交通运输系统时，应结合我国国情。发展高速、节能、少污染、占地少的公共交通系统，而磁悬浮列车正是能满足这样要求的较为现实的新型交通工具。它的发展将会大大促进我国高新技术的发展，也可带动一批新兴企业的成长。 磁悬浮列车是一种利用电磁磁极间产生吸引力、排斥 力的作用原理，以直线电机作为推动力前进的新型交通工具。简单地说，排斥力使列车悬起来，吸引力让列车开动起来。 尽管我们还将磁悬浮列车的轨道称为“铁路”，但这两个字已经不够贴切了。就拿铁轨来说，实际上它已不复存在——轨道只剩下一条，而且也不能称其为“轨道”了，因为轮子并没有从上面滚过——事实上连轮子也没有了。它运行时并不接触轨道，只是在离轨道上10厘米的高度“飞行”。 上海磁悬浮列车 世界上第一条以商业运营为目的的磁悬浮列车试验线，将于两年后在上海浦东建成通车。这一消息一经公布，“磁悬浮列车”立刻成了上海最引人注目，同时又是最令上海人骄傲的一个新名词。因为两年后，从浦东龙阳路起始站乘上磁 悬浮列车，只需6分钟就能到达浦东国际机场。而同样的路程，如果乘出租车，在道路通畅的情况下，至少需要30分钟。 磁悬浮列车是一种利用电磁磁极间产生吸引力、排斥力的作用原理，以直线电机作为推动力前进的新型交通工具。简单地说，排斥力使列车悬起来，吸引力让列车开动起来。 尽管我们还将磁悬浮列车的轨道称为“铁路”，但这两个字已经不够贴切了。就拿铁轨来说，实际上它已不复存在——轨道只剩下一条，而且也不能称其为“轨道”了，因为轮子并没有从上面滚过——事实上连轮子也没有了。它运行时并不接触轨道，只是在离轨道上10厘米的高度“飞行”。
磁悬浮列车的工作原理
超导磁悬浮列车的工作原理 超导磁悬浮列车工作时主要利用了磁性物质同性排斥异性吸引的基本原理,从而最终达到了列车悬浮在车轨上方,列车在磁力的牵引下高速前行,列 车在高速前行过程中自动调整姿势以避免倾斜的目的. 首先,对于列车之所以能够悬浮在轨道上方做简单说明:磁铁有同性相斥 和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有两种相应的形式：一种是利用磁铁 同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车，它利用车上超导电磁铁 形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行 的铁路；另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬 浮列车，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上 方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁 铁和导轨间保持10—15毫米的间隙，并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力 平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。 那么，磁体间为什么能产生如此强大的磁场而最终让沉重的车厢悬浮起 来呢？在演示实验中我们用的是极冷的液氮冷却那种放在车厢底部的超导元 件办到的。超导元件在相当低的温度下具有的完全导电性和完全抗磁性。而 实际运用的超导磁体是由超导材料制成的超导线圈构成，它不仅电流阻力为零，而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流，这种特性使其能够制 成体积小功率强大的电磁铁。。超导磁悬浮列车的工作原理是利用超导材料 的抗磁性，将超导材料置于永久磁体（或磁场）的上方，由于超导的抗磁性，磁体的磁力线不能穿过超导体，磁体（或磁场）和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在上方。 其次，磁悬浮列车的高速前进也是利用电磁体间的磁力完成的。 简单的讲就是，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为 电磁铁。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列 车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁 体（S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极） 所排斥。当列车前进时，在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就 是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了，反之亦然。这样，列车由于电 磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速，通过电能转换器调整在线圈 里流动的交流电的频率和电压。 具体地讲超导磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集 成设备，而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧，车辆上 的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超 导磁铁三部分组成。当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的 三相交流电时，就会产生一个移动的电磁场，因而在列车导轨上产生磁波， 这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力，正是这
磁悬浮列车原理
第九篇磁悬浮列车原理 §9.1磁悬浮列车综述 你一定听说过磁悬浮列车吧，最近它的上镜率可是居高不下，大家都在密切地关注着它的发展态势。我们一直都在盼望着火车的提速，可经过几轮的努力，却总是达不到心中理想的标准，如果你家住在西安，距北京1000多公里，原先回家要17个小时，现在要14个小时，唉，只减少了区区3个小时，还要有难熬的一宿呀！可是你知道吗？普通磁悬浮列车的时速就可以达到500公里/小时，那么，回家就只需要不到3个小时，跟飞机差不多了！ 其实，在本世纪五、六十年代，铁路曾经被认为是一个夕阳运输产业。因为面对航空、高速公路等运输对手的强劲挑战，它蜗牛般的爬行速度，已越来越不适应现代工业社会物流和人流的快速流动需要了。但七十年代以来，特别是近几年，随着铁路高速化成为世界的热点和重点，铁路重新赢回了它在各国交通运输格局中举足轻重的地位。法国、日本、俄国、美国等国家列车时速由200公里向300公里飞速发展。据1995年举行的国际铁路会议预测，到本世纪末，德国、日本、法国等国家的高速铁路运营时速将达到360公里。 但要使列车在如此高的速度下持续行驶，传统的车轮加钢轨组成的系统，已经无能为力了。这是因为传统的轮轨粘着式铁路，是利用车轮与钢轨之间的粘着力使列车前进的。它的粘着系数随列车速度的增加而减小，走行阻力却随列车速度的增加而增加，当车速增至粘着系数曲线和走行阻力曲线的交点时，就达到了极限。据科研人员推算，普通轮轨列车最大时速为350-400公里左右。如果考虑到噪音、震动、车轮和钢轨磨损等因素，实际速度不可能达到最大时速。所以，欧洲、日本现在正运行的高速列车，在速度上已没有多大潜力。要进一步提高速度，必须转向新的技术，这就是超常规的列车－－磁悬浮列车。 尽管我们还将磁悬浮列车的轨道称为"铁路"，但这两个字已经不够贴切了。
上海磁悬浮(高速)列车
上海磁悬浮（高速）列车 Shanghai Maglev (Rapid) Train 上海磁浮示范运营线，是“十五”期间上海市交通发展的重大 项目，也是世界上第一条投入商业化运营的磁浮示范线，具有交通、 展示、旅游观光等多重功能。 上海磁浮示范运营线，西起上海地铁2号线龙阳路站，东到浦 东国际机场，主要解决连接浦东机场和市区的大运量高速交通需求。 线路正线全长约30公里，双线上下折返运行，设计最高运行速度为 每小时430公里，单线运行时间约8分钟。 从2004年3月29日起，磁浮列车调整了运行时间，由“工作 日半天运行、双休日全天运行”调整为每天早8：30至下午5：30全天运行，每20分钟一班，全天双向对开共54班。 同时，为了充分体现磁浮列车的交通优势，凡是搭乘飞机的旅客都可凭其本人当日机票以八折的价格购买磁浮单程票一张，即普通席40元或贵宾席80元。 对荣誉军人、离休干部、残疾人等特殊人群，上海磁浮交通发展有限公司也推出了凭证八折购票的优惠措施。同时，身高120cm 以下的儿童在成人陪同下免票。 车票为当日当班次有效，过期作废。每张车票票面均印有发车 时间，在发车前20分钟开始进站检票，发车前5分钟停止检票，为 了确保您的乘车，请至少在发车前20分钟到达乘车地点的检票口。 地点 ： 龙阳路磁悬浮站 票价 ： 单程 ： 普通席50元，贵宾席100元； 往返程 ： 普通席80元，贵宾席160元。 订票热线 ： 8008204800、63600688 Maglev Demonstration Line - from Pudong International Airport to Longyang Road Metro Station - the 30-kilometer trip will take only eight minutes. It is the world's first commercial magnetic levitation line.From March 29 2004, It was put into use formally and operates everyday from 8:30am to 17:30pm. The operation interval is 20 minutes . The round trip ticket cost 80 yuan and the one way ticket cost 50 yuan. Passengers with current day flight ticket can buy a one way ticket of Maglev Train at 20% discount. Add : Maglev Train Station of Longyang Rd Price(RMB) : One Way Ticket : 50, 100(VIP)
磁悬浮列车运行原理
磁悬浮列车运行原理 磁悬浮列车是现代高科技发展的产物。其原理是利用电磁力抵消地球引力，通过直线电机进行牵引，使列车悬浮在轨道上运行（悬浮间隙约1厘米）。其研究和制造涉及自动控制、电力电子技术、直线推进技术、机械设计制造、故障监测与诊断等众多学科，技术十分复杂，是一个国家科技实力和工业水平的重要标志。它与普通轮轨列车相比，具有低噪音、无污染、安全舒适和高速高效的特点，有着“零高度飞行器”的美誉，是一种具有广阔前景的新型交通工具，特别适合城市轨道交通。磁悬浮列车按悬浮方式不同一般分为推斥型和吸力型两种，按运行速度又有高速和中低速之分，这次国防科大研制开发的磁悬浮列车属于中低速常导吸力型磁悬浮列车。 磁悬浮列车的种类 磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型，以德国高速常导磁浮列车transrapid为代表，它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起，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。而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，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。这两种磁悬浮列车各有优缺点和不同的经济技术指标，德国青睐前者，集中精力研制常导高速磁悬浮技术;而日本则看好后者，全力投入高速超导磁悬浮技术之中。 德国和日本是世界上最早开展磁悬浮列车研究的国家，德国开发的磁悬浮列车Transrapid于1989年在埃姆斯兰试验线上达到每小时436公里的速度。日本开发的磁悬浮列车MAGLEV (Magnetically Levitated Trains)于1997年12月在山梨县的试验线上创造出每小时550公里的世界最高纪录。德国和日本两国在经过长期反复的论证之后，均认为有可能于下个世纪中叶以前使磁悬浮列车在本国投入运营。
高速磁悬浮列车动力学研究
高速磁悬浮列车动力学研究 摘要：随着物流行业的崛起，同时面临交通发展的瓶颈。经济发展离不开交通基建与交通工具的进步，目前高铁建设的竞赛已经趋于稳定阶段，我国的高铁总里程数超过2.5万公里，现在世界各国竞相开展对磁悬浮列车的研究，准备下一场交通技术的迭代更新，因此对于磁悬浮列车的进行研究很有必要，其中磁悬列车动力学研究尤为关键，它对施工、运行的平稳性有密切关系，本文以我国某市磁悬浮列车为研究对象，通过建立列车动力学模型来研究磁悬浮列车运行稳定性的关键因素。 1.1磁悬浮列车技术发展现状 交通史的发展就是人类历史文明交流的急先锋，从丝绸之路兴起和大航海时代，从工业革命的蒸汽火车到飞机的发展，目前形成飞机、火车、轮船和汽车运输的三位一体的陆海空的运输行业，尤其是近些年高铁的发展，中国的高铁总里程数达到2.5万公里，居世界之首。但是轨道交通未来的发展趋势更趋向于超高速发展模式，即磁悬浮列车。从1970年起外国已经开始了对磁悬浮列车的研发试运行，并取得较好的成果。两千年后我国也开始研制自己的磁悬浮列车，并成功的投入实际运营中。目前世界上最快的磁悬浮列车是日本研制的它的时速超过580Km/h。 1.1.1国外现状 磁悬浮列车是在普通高速列车的基础上提出的新型轨道交通，对于磁悬浮列车最早提出是德国人赫尔曼肯佩尔，他认为磁悬浮的技术主要是两个动力系统，首先是让磁悬浮列车飘起来电磁力，另一个动力是牵引列车运行系统。 1.1.2国内现状 我国是从上世纪八十年代开始进行对磁悬浮列车进行研究的，九十年代初我国的一些科研单位和高校进行合作研究。之后磁悬浮列车技术被列入国家重要科研项目。到九五年是我国正真的突破磁悬浮列车的关键技术，掌握制造中低速列车的能力。 2.1磁悬浮列车的介绍 我国某市的高度磁悬浮列车全称三十公里，车辆的构成见下图2-1，本磁悬浮列车一部分技术是从德国引进，一部分是我国自行研发的。 2.1.1基本运行原理 列车的上浮系统是利用电励磁产生电磁场，电磁场利用和磁悬浮列车的轨道的磁铁之间的引力使得磁悬浮列车上浮一定的高度，这样一来列车就没有了与常规列车与轨道间的摩擦力，这是实现超高度的前提，另一方面是利用电磁场产生牵引力牵引磁悬浮列车前进，这是磁悬浮另一个重要动力系统，是实现磁悬浮列车高速行驶的主要动力。 2.1.2车辆系统 磁悬浮列车中最重要的组成部分就是车辆，是否能实现磁悬浮列车悬浮和高速行驶车辆是重中之重。本文研究的示范磁悬浮列车是参考德国的技术。磁悬浮列车的车厢是三段式组成，主要是由铝构成的，外形进行了风动实验后得到的最佳的空气动力学的外形，磁悬浮列车在行驶中最主要的阻力就是空气阻力，因此减小空气阻力是提升磁悬浮列车高速运行和保证列车安全运行的重要因素。 2.1.3路线系统 本文研究的研究的磁悬浮列车的轨道的曲线主要有六段，占总长的百分之六
磁悬浮列车高考题
淮北王景民物理工作室2015年3月 ．如图所示，两条光滑的绝缘导轨，导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接，两导轨间距为L ，导轨的水平部分有n 段相同的匀强磁场区域（图中的虚线范围），磁场方向竖直向上，磁场的磁感应强度为B ，磁场的宽度为S ，相邻磁场区域的间距也为S ，S 大于L ，磁场左、右两边界均与导轨垂直。现有一质量为m ，电阻为r ，边长为L 的正方形金属框，由圆弧导轨上某高度处静止释放，金属框滑上水平导轨，在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域，最终线框恰好完全通过n 段磁场区域。地球表面处的重力加速度为g ，感应电流的磁场可以忽略不计，求： （1）刚开始下滑时，金属框重心离水平导轨所在平面的高度． （2）整个过程中金属框内产生的电热． （3）金属框完全进入第k （k ＜n ）段磁场区域前的时刻，金属框中的电功率． 答案：（1）设金属框在进入第一段匀强磁场区域前的速度为v 0，金属框在进入和穿出 第一段匀强磁场区域的过程中，线框中产生平均感应电动势为2 2BL E t = 平均电流强度为（不考虑电流方向变化） 2 2E BL I r rt == 由动量定理得： 01mv mv Lt I B -=- 012 2mv mv Lt rt BL B -=- 013 22mv mv r L B -=- 同理可得： 123 22mv mv r L B -=- 233 22mv mv r L B -=- …… 整个过程累计得： 03 202mv r L B n -=- 解得： mr L nB v 3 202= 金属框沿斜面下滑机械能守恒： 2021mv mgh = 226 422022gr m L B n g v h = = （2）金属框中产生的热量Q ＝mgh Q ＝2 6 422mr L B n （3）金属框穿过第（k －1）个磁场区域后，由动量定理得：
高速磁浮列车的诱惑
专业知识分享版 使命：加速中国职业化进程 在1500公里旅行距离内，磁浮磁悬浮火车好还是乘飞机好？ --中国将建造全长8000公里的高速客运专用网磁浮磁悬浮火车技术能入选吗？ --磁浮磁悬浮火车技术已近成熟，中国如何发挥後发优势，实现技术跨越？ 整个人类客运交通发展的历史是一个速度不断提高的历史。每一种新型交通工具的出现和重大技术的突破都伴随 速度的显著提高。二十世纪在这方面尤为突出，飞机、汽车与火车均在不断刷新 其速度的纪录磁浮磁悬浮火车发展尤为令人瞩目。 传统轮轨铁路的运营速度经过100多年的发展，达到了300-350公里／小时，其进一步提高受到了用轮轨支承和受电弓供电的限制磁浮磁悬浮火车用电磁力将火车浮起而取消轮轨，采用长定子同步直流电机将电供至地面线圈，驱动火车高速行驶，从而取消了受电弓，实现了与地面没有接触、不带燃料的地面飞行，克服了传统轮轨铁路的主要困难。从六十年代起，日本、德国作为强大的国家研究发展计划，投入了数十亿美元的资金，经过持续努力，使整个技术已经成熟到可以建造实用运营 ，最高试验运营速度已达550公里／小时。从而，人类地面客运的速度可望在21世纪前、中期达到500公里／小时的新水平，使高速地面交通的发展继续长足前进。 作为目前最快速的地面交通磁浮磁悬浮火车技术的确有 其他地面交通技术无法比拟的优势。 首先，它克服了传统轮轨铁路提高速度的主要障碍，发展前景广阔。 第一条轮轨铁路出现在1825年，经过140年努力，其运营速度才突破200公里／小时，由200公里／小时到300公里／小时又花了近30年，虽然技术还在完善与发展，继续提高速度的余地已不大，而困难很大。还应注意到，轮轨铁路提高速度的代价是很高的，300公里／小时高速铁路的造价比200公里／小时的准高速铁路高近两倍，比120公里／小时的普通铁路高三至八倍，继续提高速度，其造价还将急剧上升。世界磁浮磁悬浮火车小型模型是1969年在德国出现的，日本是1972年造出的。可仅仅十年後的19磁浮磁悬浮火车技术就创造了517公里／小时的速度纪录。目前技术已经成熟，可进入500公里／小时实用运营 的建造阶段。 磁浮磁悬浮火车是当今唯一能达到运营速度500公里／小时的地面客运交通工具，具有不可取代的优越性，火车时刻表将因此改写。
浙江大学高速磁悬浮列车思考题
0.磁悬浮技术与高速轮轨技术相比优势何在？ 速度高 常导磁悬浮可达４００—５００公里／小时，超导磁悬浮可达５００—６００公里／小时。轮轨高速的最高运营速度一般认为不宜超过４００公里／小时。磁悬浮的高速度使其在１０００至１５００公里的距离范围可与航空竞争。 能耗低 据德国资料，在３００公里／小时的速度下，磁悬浮比ＩＣＥ３高速轮轨能耗少２８％。 维修少 磁悬浮列车属于无磨损运行，要维修的主要是电气设备。随着电子工业的发展，器件可靠性将不断提高。 无污染 采用电力驱动，无需燃油，无有害气体排放。此外还有噪音小（在速度较低时极明显）、乘坐舒适、爬坡能力强、通过的曲线半径小、加速减速快等优点。 1.TR05、06、07、08有什么不同，各有什么进步？解决了什么问题？ 1979年, 世界第一列准许载客的长定子动力装置磁悬浮列车TR05在汉堡国际运输展览会运行。在为期三周的展览会中,TR05客超过50000人。 1980年, 在Emsland的Transrapid测试中心开始建筑导轨和TR06试验车。该车有2节, 长54m, 重102t , 有192个座位, 利用电磁悬浮和制导系统,动力装置使用同步长定子线性感应电机, 设计速度为400km/h。1988年1月, TR06创下载人时速为412.6km/h的记录。 1987年,TVE建成了耗资7.8亿马克,可以在与实际应用相似的条件下, 用于长期运行的有两个环、总长31.5km 的闭合轨道;并开始研究设计目标最高速度为500km/h的应用车TR07 。TR07由两节构成,总长51m ; , 车重92t, 利用电磁悬浮和导向系统, 使用同步长定子线性感应电动机作动力装置, 额定气隙10mm;, 运行速度在300-500km/h。1993年6月10日, 在普通的运行条件下,TR07在TVE创下了速度达450km/h的新世界记录。 1997年4 月, 在汉诺威博览会上展出了transrapid的最新产品—设计速度为550km/h、有6节客车的.TR08, 它就是将在柏林一汉堡的路线上运行的磁悬浮列车原型。它比.TR07更轻, 更符合空气动力学, 噪声更小, 更经济。 2。在气温不同的长大干线上，如果车辆过长会遇到什么问题？如何解决？利用电机学中学过的方法加以分析
中低速磁悬浮和轻轨、地铁的比较
中低速磁悬浮在城市轨道交通中的运用 磁悬浮技术的研究源于德国,1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔提出了电磁悬浮原理,1934年他申请了磁悬浮列车的专利,1953年完成科学报告《电子悬浮导向的电力驱动铁路机车车辆》。20世纪70年代以后,世界工业化国家经济实力不断加强,为提高交通运输能力以适应经济发展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始对磁悬浮运输系统进行开发,并取得令人瞩目的进展。 磁悬浮列车与传统轮轨列车不同，它用电磁力将列车浮起，导向和驱动。在运行时不与轨道发生摩擦，中低速磁悬浮列车（时速小于200km）在运行时发出的噪声非常低。此外，磁悬浮列车还具有速度高，制动快，爬坡能力强，转弯半径小，振动小，舒适性好等优点。在修建城市轨道交通线路的造价攀升的情况下，中低速磁悬浮线的性能价格比好的优势得以显示出来。 1 磁悬浮技术的种类 目前，载人试验获得成功的磁浮列车系统有3种，它们的磁悬原理和系统技术完全不同，不能兼容。 （1）用常导磁吸式（EMS）进行悬浮导向，同步长定子直线电机驱动的高速磁浮列车系统。以德国的TR（Trans rapid）磁浮列车系统为代表。TR采用常规电导吸引的方式进行悬浮和导向，悬浮的气隙较小，一般为 10mm 左右；由地面一次控制的直线同步电机驱动。我国上海机场磁悬浮线就是引进的德国 TR系统 （2）采用超导磁斥式（EDS)进行悬浮和导向，同步长定子直线电机驱动的高速磁浮列车系统。 高速超导磁悬浮列车以日本的ML系统为代表。车上的超导线圈在低温下进入超导状态，通电后产生很强的磁场，列车运动时，超导磁体使线路上的导体产生感应电流，该电流也将产生磁场，并与车上的超导磁体形成斥力，使车辆悬浮（悬浮高度较大，一般为100mm左右）。列车由地面一次控制的线性同步电机进行驱动，同步电机定子三相绕组铺设在地面线路两侧，无需通过弓网受电方式供电。