1、如有你有幫助，請購買下載，謝謝！超導(dǎo)磁懸浮列車的原理磁懸浮列車是一種靠磁懸浮力（即磁的吸力和排斥力）來推動的列車。由于其軌道的磁力使之懸浮在空中，行走時不需接觸地面，因此只受來自空氣的阻力。磁懸浮列車的最高速度可達每小時500公里以上，比輪軌高速列車的300多公里還要快。磁懸浮技術(shù)的研究源于德國，早在1922年，德國工程師赫爾曼肯佩爾就提出了電磁懸浮原理，并于1934年申請了磁懸浮列車的專利。1970年以后，隨著世界工業(yè)化國家經(jīng)濟實力的不斷加強，為提高交通運輸能力以適應(yīng)其經(jīng)濟發(fā)展的需要，德國、日本等發(fā)達國家以及中國都相繼開始籌劃進行磁懸浮運輸系統(tǒng)的開發(fā)。工作原理磁懸浮列車?yán)谩巴瑯O相斥，異極相

2、吸”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約1厘米處，騰空行駛，創(chuàng)造了近乎“零高度”空間飛行的奇跡。日本JR磁懸浮MLX01-2實驗車由于磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式，故磁懸浮列車也有兩種相應(yīng)的形式：一種是利用磁鐵同性相斥原理而設(shè)計的電磁運行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它利用車上超導(dǎo)體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產(chǎn)生的相斥力，使車體懸浮運行的鐵路；另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設(shè)計的電動力運行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它是在車體底部及兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部安裝磁鐵，在T形導(dǎo)軌的上方和伸臂部分下方分別設(shè)反作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導(dǎo)軌間保持1

3、015毫米的間隙，并使導(dǎo)軌鋼板的排斥力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于車道的導(dǎo)軌面上運行。通俗的講就是，在位于軌道兩側(cè)的線圈里流動的交流電，能將線圈變?yōu)殡姶朋w。由于它與列車上的超導(dǎo)電磁體的相互作用，就使列車開動起來。列車前進是因為列車頭部的電磁體（N極）被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體（S極）所吸引，并且同時又被安裝在軌道上稍后一點的電磁體（N極）所排斥。當(dāng)列車前進時，在線圈里流動的電流流向就反轉(zhuǎn)過來了。其結(jié)果就是原來那個S極線圈，現(xiàn)在變?yōu)镹極線圈了，反之亦然。這樣，列車由于電磁極性的轉(zhuǎn)換而得以持續(xù)向前奔馳。根據(jù)車速，通過電能轉(zhuǎn)換器調(diào)整在線圈里流動的交流電的頻率和電壓。磁懸浮列車穩(wěn)定性由導(dǎo)向

4、系統(tǒng)來控制?！俺?dǎo)型磁吸式”導(dǎo)向系統(tǒng)，是在列車側(cè)面安裝一組專門用于導(dǎo)向的電磁鐵。列車發(fā)生左右偏移時，列車上的導(dǎo)向電磁鐵與導(dǎo)向軌的側(cè)面相互作用，產(chǎn)生排斥力，使車輛恢復(fù)正常位置。列車如運行在曲線或坡道上時，控制系統(tǒng)通過對導(dǎo)向磁鐵中的電流進行控制，達到控制運行目的。常導(dǎo)型磁懸浮列車的構(gòu)想由德國工程師赫爾曼肯佩爾于1922年提出?！俺?dǎo)型”磁懸浮列車及軌道和電動機的工作原理完全相同。只是把電動機的“轉(zhuǎn)子”布置在列車上，將電動機的“定子”鋪設(shè)在軌道上。通過“轉(zhuǎn)子”，“定子”間的相互作用，將電能轉(zhuǎn)化為前進的動能。我們知道，電動機的“定子”通電時，通過電磁感應(yīng)就可以推動“轉(zhuǎn)子”轉(zhuǎn)動。當(dāng)向軌道這個“定子”輸電

5、時，通過電磁感應(yīng)作用，列車就像電動機的“轉(zhuǎn)子”一樣被推動著做直線運動。上海磁懸浮列車時速430公里，一個供電區(qū)內(nèi)只能允許一輛列車運行，軌道兩側(cè)25米處有隔離網(wǎng)，上下兩側(cè)也有防護設(shè)備。轉(zhuǎn)彎處半徑達8000米，肉眼觀察幾乎是一條直線；最小的半徑也達1300米。乘客不會有不適感。軌道全線兩邊50米范圍內(nèi)裝有目前國際上最先進的隔離裝置。上海磁懸浮列車專線西起上海軌道交通2號線的龍陽路站，東至上海浦東國際機場，專線全長29863公里。由中德兩國合作開發(fā)的世界第一條磁懸浮商運線2001年3月1日在浦東挖下第一鏟，2002年12月31日全線試運行，2003年1月4日正式開始商業(yè)運營。是世界第一條商業(yè)運營的磁

6、懸浮專線。這列當(dāng)今世界上最酷的列車，帶車頭的車廂長27.196米，寬3.7米。中間的車廂長24.768米，14分鐘內(nèi)能在上海市區(qū)和浦東機場之間打個來回。置身其中，您將親身體驗到這架“陸地客機”所帶來的奇異感受。它是21世紀(jì)理想的超級特別快車，世界各國都十分重視發(fā)展磁懸浮列車。目前，中國和日本、德國、英國、美國都在積極研究這種車。日本的超導(dǎo)磁懸浮列車已經(jīng)過載人試驗，即將進入實用階段，運行時速可達500千米以上。列車動能“常導(dǎo)型”磁懸浮列車及軌道和電動機的工作原理完全相同。只是把電動機的“轉(zhuǎn)子”布置在列車上，將電動機的“定子”鋪設(shè)在軌道上。通過“轉(zhuǎn)子”，“定子”間的相互作用，將電能轉(zhuǎn)化為前進的動能

7、。我們知道，電動機的“定子”通電時，通過電磁感應(yīng)就可以推動“轉(zhuǎn)子”轉(zhuǎn)動。當(dāng)向軌道這個“定子”輸電時，通過電磁感應(yīng)作用，列車就像電動機的“轉(zhuǎn)子”一樣被推動著做直線運動。概述磁懸浮列車主要由懸浮系統(tǒng)、推進系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)三大部分組成，盡管可以使用與磁力無關(guān)的推進系統(tǒng)，但在目前的絕大部分設(shè)計中，這三部分的功能均由磁力來完成。下面分別對這三部分所采用的技術(shù)進行介紹。懸浮系統(tǒng)目前懸浮系統(tǒng)的設(shè)計，可以分為兩個方向，分別是德國所采用的常導(dǎo)型和日本所采用的超導(dǎo)型。從懸浮技術(shù)上講就是電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）和電力懸浮系統(tǒng)（EDS）。圖4給出了兩種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差別。磁懸浮列車（EMS）是一種吸力懸浮系統(tǒng)，是結(jié)合在機車上

8、的電磁鐵和導(dǎo)軌上的鐵磁軌道相互排斥產(chǎn)生懸浮。常導(dǎo)磁懸浮列車工作時，首先調(diào)整車輛下部的懸浮和導(dǎo)向電磁鐵的電磁排斥力，與地面軌道兩側(cè)的繞組發(fā)生磁鐵反作用將列車浮起。在車輛下部的導(dǎo)向電磁鐵與軌道磁鐵的反作用下，使車輪與軌道保持一定的側(cè)向距離，實現(xiàn)輪軌在水平方向和垂直方向的無接觸支撐和無接觸導(dǎo)向。車輛與行車軌道之間的懸浮間隙為10毫米，是通過一套高精度電子調(diào)整系統(tǒng)得以保證的。此外由于懸浮和導(dǎo)向?qū)嶋H上與列車運行速度無關(guān)，所以即使在停車狀態(tài)下列車仍然可以進入懸浮狀態(tài)。（EDS）將磁鐵使用在運動的機車上以在導(dǎo)軌上產(chǎn)生電流。由于機車和導(dǎo)軌的縫隙減少時電磁斥力會增大，從而產(chǎn)生的電磁斥力提供了穩(wěn)定的機車的支撐和導(dǎo)

9、向。然而機車必須安裝類似車輪一樣的裝置對機車在“起飛”和“著陸”時進行有效支撐，這是因為EDS在機車速度低于大約25英里/小時無法保證懸浮。EDS系統(tǒng)在低溫超導(dǎo)技術(shù)下得到了更大的發(fā)展。超導(dǎo)磁懸浮列車的最主要特征就是其超導(dǎo)元件在相當(dāng)?shù)偷臏囟认滤哂械耐耆珜?dǎo)電性和完全抗磁性。超導(dǎo)磁鐵是由超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)線圈構(gòu)成，它不僅電流阻力為零，而且可以傳導(dǎo)普通導(dǎo)線根本無法比擬的強大電流，這種特性使其能夠制成體積小功率強大的電磁鐵。LinearMotor原理圖解超導(dǎo)磁懸浮列車的車輛上裝有車載超導(dǎo)磁體并構(gòu)成感應(yīng)動力集成設(shè)備，而列車的驅(qū)動繞組和懸浮導(dǎo)向繞組均安裝在地面導(dǎo)軌兩側(cè)，車輛上的感應(yīng)動力集成設(shè)備由動力集成繞

10、組、感應(yīng)動力集成超導(dǎo)磁鐵和懸浮導(dǎo)向超導(dǎo)磁鐵三部分組成。當(dāng)向軌道兩側(cè)的驅(qū)動繞組提供與車輛速度頻率相一致的三相交流電時，就會產(chǎn)生一個移動的電磁場，因而在列車導(dǎo)軌上產(chǎn)生磁波，這時列車上的車載超導(dǎo)磁體就會受到一個與移動磁場相同步的推力，正是這種推力推動列車前進。其原理就像沖浪運動一樣，沖浪者是站在波浪的頂峰并由波浪推動他快速前進的。與沖浪者所面對的難題相同，超導(dǎo)磁懸浮列車要處理的也是如何才能準(zhǔn)確地駕馭在移動電磁波的頂峰運動的問題。為此，在地面導(dǎo)軌上安裝有探測車輛位置的高精度儀器，根據(jù)探測儀傳來的信息調(diào)整三相交流電的供流方式，精確地控制電磁波形以使列車能良好地運行。推進系統(tǒng)磁懸浮列車的驅(qū)動運用同步直線電

11、動機的原理。車輛下部支撐電磁鐵線圈的作用就像是同步直線電動機的勵磁線圈，地面軌道內(nèi)側(cè)的三相移動磁場驅(qū)動繞組起到電樞的作用，它就像同步直線電動機的長定子繞組。從電動機的工作原理可以知道，當(dāng)作為定子的電樞線圈有電時，由于電磁感應(yīng)而推動電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。同樣，當(dāng)沿線布置的變電所向軌道內(nèi)側(cè)的驅(qū)動繞組提供三相調(diào)頻調(diào)幅電力時，由于電磁感應(yīng)作用承載系統(tǒng)連同列車一起就像電機的“轉(zhuǎn)子”一樣被推動做直線運動。從而在懸浮狀態(tài)下，列車可以完全實現(xiàn)非接觸的牽引和制動。導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)是一種測向力來保證懸浮的機車能夠沿著導(dǎo)軌的方向運動。必要的推力與懸浮力相類似，也可以分為引力和斥力。在機車底板上的同一塊電磁鐵可以同時為導(dǎo)向

12、系統(tǒng)和懸浮系統(tǒng)提供動力，也可以采用獨立的導(dǎo)向系統(tǒng)電磁鐵。編輯本段列車類型綜述“空軌磁懸浮”的軌道由鋼架支起，在車的正上方，遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去，就像是車被懸掛在空中一樣磁懸浮列車是由無接觸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動系統(tǒng)組成的新型交通工具，磁懸浮列車分為超導(dǎo)型和常導(dǎo)型兩大類。簡單地說，從內(nèi)部技術(shù)而言，兩者在系統(tǒng)上存在著是利用磁斥力、還是利用磁吸力的區(qū)別。從外部表象而言，實用型2009年6月15日，國內(nèi)首列具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的實用型中低速磁懸浮列車，在中國北車唐山軌道客車有限公司下線后完成列車調(diào)試，開始進行線路運行試驗，這標(biāo)志著我國已經(jīng)具備中低速磁懸浮列車產(chǎn)業(yè)化的制造能力。中低速磁懸浮列車是一種新近發(fā)展起來的軌

13、道交通裝備，性能卓越，適用于大中城市市內(nèi)、近距離城市間、旅游景區(qū)的交通連接，市場前景廣闊。中低速磁懸浮列車?yán)秒姶帕朔厍蛞?，使列車在軌道上懸浮，并利用直線電機推動前進。與普通輪軌列車相比，具有噪聲低，振動小，線路敷設(shè)條件寬松、建造成本低，易于實施，易于維護等優(yōu)點，而且由于其牽引力不受輪軌間的粘著系數(shù)影響，使其爬坡能力強，轉(zhuǎn)彎半徑小，是舒適、安全、快捷、環(huán)保的綠色軌道交通工具，在各種交通方式中具有獨特的優(yōu)勢。中低速磁懸浮列車項目是唐車公司與北京控股磁懸浮技術(shù)發(fā)展有限公司、國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)等共同開展的磁懸浮技術(shù)工程化應(yīng)用研發(fā)項目，被科技部列入國家“十一五”科技支撐計劃。2005年7月，首輛中

14、低速磁懸浮工程化樣車在唐車公司問世，并投入試驗運行2008年5月，唐車公司建成了長達1.547公里的國內(nèi)首條中低速磁懸浮列車工程化試驗示范線，科技部將其確立為國家科技支撐計劃中低速磁懸浮交通試驗基地。2009年5月13日，國內(nèi)首列具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的實用型中低速磁懸浮列車在唐車公司完成組裝，順利下線，并隨即開始進行列車調(diào)試。該車在原有工程化樣車基礎(chǔ)上進行了大量實用化改進，整列車為3輛編組模式，由2輛結(jié)構(gòu)相同的端車和1輛中間車組成，運行時速為100到120公里，首尾車定員為每輛100人，中間車為120人，使用壽命在25年以上。該車采用鋁合金車體、寬幅車身，供電電壓由直流750伏提高到直流1500伏，噪音低、無輻射、運行安全可靠，爬坡能力達到70%。的水平，更加適合在城市復(fù)雜線路運行，并大幅降低了線路建設(shè)拆遷成本。其他類型利用磁鐵吸引力使車輛浮起來的磁懸浮列車，用的是“T”形導(dǎo)軌，車輛的兩側(cè)下部向?qū)к壍膬蛇叚h(huán)抱。在車輛的下部的內(nèi)翻部分面上裝有磁力強大的電磁鐵，導(dǎo)軌底部設(shè)有鋼板。鋼板在上，電磁鐵在下。所謂電磁鐵，就是一個金屬線圈，當(dāng)電流流經(jīng)線圈時，能產(chǎn)生磁力吸引鋼板，因而車輛被向上抬舉。當(dāng)吸引力與車輛重力平衡，車輛就可懸浮在導(dǎo)軌上方的一定高度上。改變電流，也就改變磁場強度，使懸浮的高度得到調(diào)整。另一種磁懸浮列車，采用相斥磁力使車輛浮起。它