磁悬浮列车原理及未来发展.

2磁悬浮列车的原理
磁悬浮列车是一种采用无接触电磁悬浮、 导向和驱动系统的高速列车系统，时速可 以达到450~550千米。主要分为两种：一种 是电磁型（EMS),也称为吸力型、常导型； 另一种是电动型（EDS)，也称为斥力型、 常导型。
2.1电磁型列车
• 在车体内装有电磁铁，路轨为一导磁体。 电磁铁绕组中电流的大小根据间隙传感器 的信号进行调节，使车体与路轨间保持一 定距离。悬浮力大小与车速无关，任何车 速时都能保持稳定的悬浮力。悬浮气隙较 小，约1厘米。车前进的动力又直线感应电 机或直线同步电机提供。
2.2电动型列车
• 在车内安装有超导线圈，轨道上分布有按 一定规则排列的电路铝环。当超导线圈内 通电时，就会产生强磁场，在列车以一定 速度前进时，该强磁场就在路轨的铝环内 产生感应电流，两者相互排斥而产生上浮 力。速度越大排斥力越大，当速度超过时 速80千米时，列车就脱离路轨表面，最大 距离可达到10厘米以上。其悬浮式自稳定 的，无须加任何主动控制。
3.2磁悬浮列车的缺点
• ①昂贵 一公里高速铁路投资需要2亿人民币； 一公里磁悬浮铁路投资翻两番不止!
（上海到杭州建造一条170公里的轨道系统， 需要40亿美元，上海到北京，超过1200公 里，需要220亿美元，平均每公里1800万美 元不止）
3.2磁悬浮列车的缺点
• ②不能变轨 车厢不能变轨，不想轨道列车可以从一条 铁轨借助岔道进入另一条铁路。一条轨道 只能容纳一列列车往返运行，造成浪费。 磁悬浮轨道越长，使用率越低
磁悬浮列车的原理及未来发展
人文学院 法学 13144112
目录
• • • • • • 1磁悬浮列车发展史 2磁悬浮列车的原理 3磁悬浮列车的优缺点 4未来的发展方向 5高速列车和磁悬浮列车的比较 6高速列车和磁悬浮列车在我国实现基础
1磁悬浮列车的发展史
• １９２２年 德国工程师赫尔曼· 肯佩尔首次 考虑电磁悬浮铁路（电磁对车道的吸引原 则）。 • １９３４年 赫尔曼· 肯佩尔获得制造磁悬浮 铁路的基本专利（１９３４年８月１４日 德国国家专利６４３３１６）。 • １９３５年 赫尔曼· 肯佩尔运用试验模型证 实了磁悬浮。
1磁悬浮列车的发展史
• １９３９年－１９４３年 赫尔曼· 肯佩尔在 格丁根空气动力学研究所进行电磁悬浮铁 路的基本研究工作。 • １９５３年 赫尔曼· 肯佩尔写成科学报告《 电子悬浮导向的电力驱动铁路机车车辆》。 １９６９年 大通过能力高速铁路研究会开 始基础性研究。克劳斯－马菲公司制造出 电磁悬浮模型ＴＲ－０１。支承和导向系 统按赫尔曼· 肯佩尔原则设计，由一台短定 子直线电动机驱动。
1磁悬浮列车的发展史
• １９７７年 联邦德国研究技术部作出有 利于发展电磁悬浮驱动系统的决定。筹建 埃姆斯兰磁悬浮列车试验设施。赫尔曼· 肯 佩尔工程师逝世（１８９２年４月５日－ １９７７年７月１３日）。 • １９８４年 埃姆斯兰磁悬浮列车试验设施 投产，用ＴＲ０６号开始作行车试验。８ 月１７日达到３０２公里／小时的速度。
1磁悬浮列车的发展史
• ２００１年 １月２３日，上海磁悬浮交通发展 有限公司与由德国西门子公司、蒂森快速列车 系统公司和磁悬浮国际公司组成的联合体签署 《上海磁悬浮列车项目供货和服务合同》，合 同总金额１２．９３亿德国马克；１月２６日， 又与德国线路及轨道梁技术联合体（ＴＧＣ） 签署《磁悬浮快速列车混凝土复合轨道梁系统 技术转让合同》，合同使用德国政府赠款共１ 亿德国马克。３月１日工程正式开始。５月专 用道路全线贯通。７月轨道梁生产基地投产。
1磁悬浮列车的发展史
• １９７５年 开发、研制和试验第一台长定 子电磁行车技术功能的设备。 • １９７６年 生产第一台用长定子电磁行车 技术的载人试验车ＨＭＢ２，在卡塞尔由 蒂森· 亨舍尔在厂区内进行。采用电磁式支 承和导向系统，有１０毫米空气间隙，车 重为２．５吨，４个座位，最大速度为３ ６公里／小时。
• 时速达到220km左右时，普通列车与磁悬 浮列车的功耗基本一致。再提高时速，磁 悬浮列车的优越性就更加明显了。
3.1磁悬浮列车的优点
• ⑤安全可靠 • EMS型列车悬浮高度大约1cm左右，万一 悬浮系统失灵，应急车轮能支撑列车继续 行进。另外，车体两侧像钳子一样抱住路 轨，不会出轨。 • EDS型列车由于采用大气隙悬浮，及时车 体稍微不平衡，或车体与轨道少许对不准， 或轨道上有冰雪之类的杂物，都不会影响 列车运行的安全性
3.2磁悬浮列车的缺点
• ③断电后安全事故 由于磁悬浮系统是凭借电磁力来进行悬浮， 导向和驱动功能的，一旦断电，磁悬浮列 车将发生严重的安全事故，因此断电后磁 悬浮的安全保障措施仍然没有得到完全解 决。
• ③占地面积小 • 每公里占地面积，六车道的高速公路为 4.28万平方米，四车道为2.86万平方米；而 单向磁悬浮路轨仅为1.43万平方米，若是 高架路轨，几乎不占地。 • 此外，磁悬浮列车爬坡能力强，可达10%， 转弯半径比普通列车小。
3.1磁悬浮列车的优点
• ④能耗较低 • 按行驶600km左右核算，各种交通工具的 能耗指标数据如下。
3.1磁悬浮列车的优点
• ①速度快 • 普通列车的速度主要是受限于轮轨之间的 粘性力，而磁浮列车的速度仅仅受限于空 气阻力。
3.1磁悬浮列车的优点
• ②乘坐平稳舒适、噪音低 • 车身与轨道之间无接触，轨道不平度的影 响可以通过控制系统被滤除。
• 磁悬浮列车的噪声属于低水平噪声。
3.1磁悬浮列车的优点
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1磁悬浮列车的发展史
• １９８７年 埃姆斯兰磁悬浮列车试验设施 第二期施工最终完成并投入使用。ＴＲ０ ７号开始组装。１１月１１日ＴＲ０６号 达到４０６公里／小时的速度。 • １９８８年 ＴＲ０６号的速度于１月２２ 日达到４１２．６公里／小时。
1磁悬浮列车的发展史
• ２０００年 ６月３０日，中德两国政府正 式签订合作开展上海磁悬浮快速列车运营 线项目可行性研究的协议。８月，国家计 委批准项目建议书；同月，上海申通集团 等６家公司联合出资２０亿元注册成立上 海磁悬浮交通发展有限公司（后扩股为８ 家公司，注册资金３０亿元），上海市委、 市府批准成立上海市磁悬浮快速列车工程 指挥部。