磁悬浮列车牵引系统.ppt
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《磁悬浮列车》课件
民出行质量。
全球推广与合作
03
推动磁悬浮列车在全球范围内的推广和应用，促进国际交流与
合作。
05 磁悬浮列车的应用场景
城市交通
城市交通
磁悬浮列车在城市交通中具有显著的优势，由于其高速和稳定的特 性，能够提供快速、便捷的通勤方式，有效缓解城市交通拥堵问题 。
高效运输
磁悬浮列车能够实现高速度、高密度的运输，缩短城市间旅行时间 ，提高运输效率。
环保节能
磁悬浮列车采用非接触式悬浮和驱动方式，具有低噪音、低能耗的优 点，对环境友好。
长途旅行
高速度旅行
磁悬浮列车能够实现高达数百公里的时速，使长途旅行时间大大 缩短。
大容量运输
磁悬浮列车具有较大的载客量，能够满足大规模长途旅行需求。
舒适性提升
高速运行过程中，磁悬浮列车能够提供平稳、舒适的乘坐体验。
《磁悬浮列车》ppt课件
目录
• 磁悬浮列车简介 • 磁悬浮列车的优势 • 磁悬浮列车的挑战与限制 • 磁悬浮列车的未来展望 • 磁悬浮列车的应用场景
01 磁悬浮列车简介
定义与特点
磁悬浮列车是一种利用磁场力使列车悬浮于轨道上的交通工具，具有高速、低噪音 、低能耗等特点。
磁悬浮列车通过磁场力抵消列车重力，实现列车与轨道之间的无接触悬浮，减少了 摩擦和阻力，提高了运行效率和稳定性。
03 磁悬浮列车的挑战与限制
技术挑战
01
02
03
悬浮与导向系统
磁悬浮列车需要精确控制 磁场以实现稳定悬浮和导 向，技术难度较高。
高速稳定运行
磁悬浮列车在高速行驶过 程中需要克服空气阻力、 振动等问题，保持稳定运 行。
维护与检修
磁悬浮列车的维护和检修 需要专业技术和设备，成 本较高。
关于磁悬浮列车的PPT
兰博基尼Reventon：0～100km/h加速只要3.3秒，极速则是轻松突破340km/h。 McLaren F1 ：0-100kph用时：3.2s极速（公证记录）：386km/h 世界第一跑车布加迪威龙：0-100km/h加速：2.5秒最高时速达到407KM/H。
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磁悬浮的前景
• 它比目前最先进的高速火车省电30%。在500公里／小时速度下，每座位／公里的能耗 仅为飞机的1／3至1／2，比汽车也少耗能30%。因无轮轨接触，震动小、舒适性好， 对车辆和路轨的维修费用也大大减少。磁悬浮列车在运行时不与轨道发生摩擦，发出 的噪音很低。它的磁场强度非常低，与地球磁场相当，远低于家用电器。由于采用电 力驱动，避免了烧煤烧油给沿途带来的污染。 在高速状态下运行时，列车的稳定性和可靠性也需要长期的实际检验。列车在运行时 需要以特定高度悬浮，因此对线路的平整度、路基下沉量等的要求都很高。如何避免 强磁场对人体及环境的影响也一定要考虑到。即便有解决以上技术难题的手段，但是 又牵涉到另外一个问题——钱。 １厘米线路就得花上３００0元！ •Than the most advanced high-speed train power 30%. 500 km / h speed, the per seat / km energy consumption only aircraft 1 / 3 to 1 / 2, less energy than cars 30%. In the absence of wheel-rail contact, vibration small, comfortable and good maintenance of vehicles and tracks costs significantly reduced. Maglev trains running without friction with the track, the noise is low. Its magnetic field strength is very low, and Earth's magnetic field very much lower than household appliances. As a result of power-driven, coal and oil to avoid along the pollution. In high speed running, the trains also require long-term stability and reliability of the actual test. Train in the run-time needs to be given a high suspension, so the flatness of the line, roadbed subsidence and other requirements are high. How to avoid strong magnetic fields on the human body and the environment also must be taken into account. Even if there is a means to solve the above technical problems, but it involves another problem - money. 1 cm line have to spend 3000 doll1922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。 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。 德国对磁浮铁路的研究始于1968年（当 时的联邦德国）。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。 1994年，西南交大就研制成功中国第一 辆可载人常导低速磁浮列车，但那是在 完全理想的实验室条件下运行成功的。 西南交通大学在2000年研制的世界第 一辆载人高温超导磁悬浮列车“世纪号” 以及后来研制的载人常温常导磁悬浮列 车“未来号”等受到胡锦涛、江泽民等 党和国家领导人的高度关注和充分肯定。
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磁悬浮的前景
• 它比目前最先进的高速火车省电30%。在500公里／小时速度下，每座位／公里的能耗 仅为飞机的1／3至1／2，比汽车也少耗能30%。因无轮轨接触，震动小、舒适性好， 对车辆和路轨的维修费用也大大减少。磁悬浮列车在运行时不与轨道发生摩擦，发出 的噪音很低。它的磁场强度非常低，与地球磁场相当，远低于家用电器。由于采用电 力驱动，避免了烧煤烧油给沿途带来的污染。 在高速状态下运行时，列车的稳定性和可靠性也需要长期的实际检验。列车在运行时 需要以特定高度悬浮，因此对线路的平整度、路基下沉量等的要求都很高。如何避免 强磁场对人体及环境的影响也一定要考虑到。即便有解决以上技术难题的手段，但是 又牵涉到另外一个问题——钱。 １厘米线路就得花上３００0元！ •Than the most advanced high-speed train power 30%. 500 km / h speed, the per seat / km energy consumption only aircraft 1 / 3 to 1 / 2, less energy than cars 30%. In the absence of wheel-rail contact, vibration small, comfortable and good maintenance of vehicles and tracks costs significantly reduced. Maglev trains running without friction with the track, the noise is low. Its magnetic field strength is very low, and Earth's magnetic field very much lower than household appliances. As a result of power-driven, coal and oil to avoid along the pollution. In high speed running, the trains also require long-term stability and reliability of the actual test. Train in the run-time needs to be given a high suspension, so the flatness of the line, roadbed subsidence and other requirements are high. How to avoid strong magnetic fields on the human body and the environment also must be taken into account. Even if there is a means to solve the above technical problems, but it involves another problem - money. 1 cm line have to spend 3000 doll1922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。 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。 德国对磁浮铁路的研究始于1968年（当 时的联邦德国）。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。 1994年，西南交大就研制成功中国第一 辆可载人常导低速磁浮列车，但那是在 完全理想的实验室条件下运行成功的。 西南交通大学在2000年研制的世界第 一辆载人高温超导磁悬浮列车“世纪号” 以及后来研制的载人常温常导磁悬浮列 车“未来号”等受到胡锦涛、江泽民等 党和国家领导人的高度关注和充分肯定。
高速磁浮列车控制系统ppt课件
三、LIM特点
4）由于LIM驱动不用减速装置，所以没有电机的旋 转和齿轮发出的噪声，也使保养维修工作简化。
由于上述3）的理由，通过弯道时轮轨间的磨擦碾压 声也大大减少，同时减轻了轮轨的磨损。所以LIM驱动有 利于实现低噪声运行、节省维护费用。
常导型磁浮列车利用电磁吸力实现悬浮
二、运行原理
定子通入上述交流电产生的磁通，根据楞次定律， 将在动体的金属板上感应出涡流。
根据费莱明法则，涡流电流Ie和磁通密度B将产生 连续的推力F，由于正推力远大于负推力，作用于车 辆的力主要是正推力，这就是LIM的工作原理。
三、LIM特点
1）LIM的形状是扁平形的，且不需减速装置，如采用 小直径的车轮则车厢距轨面的高度可以降低，有利于车辆 的小型化，降低车辆地板面高度，这也可以使隧道的断面 面积大大减小，从而使地铁的建设费用降低。东京地铁的 都营12号线与都营新宿线的隧道断面比较图，前者的隧道 内断面的面积只相当于后者的48.1%。
磁浮车是一种新的交通工具，研究的重点 上海磁浮车（德国TR08）
HSST 磁浮车（日本）
西南交大 MST-1磁 浮车
青城山磁浮车
国防科大磁浮车
7.2 直线感应电机的基本运行原理
一、基本结构
简单地说，直线电机的初级就好象把普通旋转电机 的定子按径向剖开并将它拉直，次级亦按这种方式处理， 作为初级的一列线圈按一定的相序通电流，初、次级之 间就会产生电磁力。
三、LIM特点
3）LIM驱动的地铁车辆的车轮只起到支撑及导向的 作用，故左右车轮可以做成独立旋转的，从而克服急转弯 时内轨和外轨产生路径差的问题。同时由于转向架上不用 安装旋转式电机，增大了转向架设计的自由度，使LIM驱 动的地铁车辆能够行走在更小的转弯半径上。日本的实验 线路的最小转弯半径为50m，大阪地铁鹤见绿地线的最小 转弯半径为100m。采用小转弯半径及大坡道使地铁选线 的自由度大大提高，便于回避地下的障碍物，节省建设费 用。
磁悬浮列车的原理和应用课件
磁悬浮列车在城市交通中的应用
速度快
磁悬浮列车能够实现高速度运行，缩短城市间旅行时间。
节能环保
磁悬浮列车采用电力驱动，无尾气排放，对环境友好。
磁悬浮列车在城市交通中的应用
舒适度高
磁悬浮列车运行安稳，乘客乘坐舒适度高。
上海磁悬浮列车
连接浦东国际机场和龙阳路地铁站，是全球首条商业化运营的磁悬 浮线路。
通过调整电磁铁的电流，控制列车与轨道之间的间隙，实现稳定悬浮。
导向控制
通过调整电磁铁的磁场方向，控制列车在轨道上的运行方向和稳定性。
03
磁悬浮列车的优势与挑 战
磁悬浮列车的优势
高速运行
磁悬浮列车由于消除了轮轨摩 擦，可以大幅度提高列车运行
速度，实现高速运输。
节能环保
由于磁悬浮列车具有高效率和 低能耗的特点，它比传统轮轨 列车更加节能和环保。
磁悬浮列车的原理和 应用课件
目录
• 磁悬浮列车的基本原理 • 磁悬浮列车的结构与技术 • 磁悬浮列车的优势与挑战 • 磁悬浮列车的应用与原理
磁悬浮的原理简介
磁悬浮的原理主要是利用磁场同性相斥的特性，通过产生一 个与地面平行且相反的磁场，使列车与轨道之间产生斥力， 从而实现列车与轨道之间的分离，使列车“悬浮”在轨道上 方。
应用领域拓展
除了城市间的高速运输，磁悬浮列车 在城市内部交通、旅游景区交通等领 域也有广阔的应用前景。
国际合作与交流
随着国际交流与合作的加强，不同国 家之间的磁悬浮列车技术将得到相互 借鉴和提高。
政策支持
政府对绿色、高效交通方式的支持将 进一步促进磁悬浮列车的发展和应用 。
04
磁悬浮列车的应用与实 例
根据列车的运行里程和使用年限，需要对列车进行定期的大修，对关键部位进行更换和维修，以保证 列车的安全性和可靠性。
磁悬浮列车ppt
工作原理
01
02
03
磁力悬浮
通过强大的电磁铁产生磁 场力，使列车悬浮于轨道 之上。
导向与驱动
利用磁力导向和牵引电机 驱动列车前进。
控制与调节
通过控制系统实时监测和 调节磁场力，确保列车稳 定运行。
历史与发展
起源
20世纪初，德国科学家赫 尔曼·肯佩尔提出磁悬浮列 车概念。
实验与探索
20世纪中叶，各国开始进 行磁悬浮列车实验与探索。
旅游市场
磁悬浮列车作为一种新型交通工具，具有高速、舒适、环保等特 点，可以吸引旅游市场上的游客，促进旅游业的发展。
城际交通
在城际交通方面，磁悬浮列车可以提供更加快速、便捷的交通方式， 满足城市间长距离快速通勤的需求。
商务市场
对于商务市场而言，磁悬浮列车可以提供更加高效、舒适的出行方 式，满足商务人士的出行需求。
商业化运营
目前，全球已有多个国家 和地区的城市开通了磁悬 浮列车商业运营线路，如 上海、日本、韩国等。
02
磁悬浮列车的优势
高速度
磁悬浮列车采用无接触式悬浮技术，消除了传统列车与轨道之间的摩擦阻力，因 此能够实现更高的运行速度。目前，全球最快的磁悬浮列车运行速度可达到时速 603公里。
高速度的磁悬浮列车缩短了旅行时间，提高了交通运输效率，为商务和休闲旅客 提供了更多的便利。
经济性挑战
建设成本高
磁悬浮列车的建设和维护成本相 对较高，需要大量的资金投入和
技术支持。
运营成本高
由于磁悬浮列车的特殊技术和维护 要求，其运营成本也相对较高，需 要制定合理的票价和运营策略。
投资回报期长
由于磁悬浮列车的建设和运营成本 较高，其投资回报期较长，需要长 期稳定的客流和收入来源。
磁悬浮技术ppt课件
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磁悬浮技术的原理及应用现状
曾励
——扬州大学机械工程学院
主要报告内容
一、磁悬浮系统的组成原理 二、磁悬浮技术的应用现状 三、磁悬浮技术的发展趋势
一、磁悬浮系统的组成原理
悬浮： 磁悬浮、电悬浮、气悬浮
磁悬浮基于磁拉（斥）力而悬浮，如图 所示。
x, F x0
U
F
2
2
dR dx
2 20 A
U2 2
0 A
1）电磁式：通过调整自身激磁电路本 身参数来实现固有稳定的悬浮。
2）永磁式：利用永磁体提供磁场能量 悬浮物体。
无源悬浮仅在偏离要求位置一定的范 围内稳定。
1）电磁式被动型磁悬浮技术 图2 电磁式被动型磁悬浮组成图
电磁式被动型磁悬浮工作原理图
L2
N 2A
g0 x
L1
N 2A
g0 x
L2
N 2A g0 x
12
3
10
4
11
5
6
12
7
13
8
14
15 16 9 17
多自由度无轴承电机
3.磁悬浮列车技术
4.磁悬浮飞机
特点： 1）运行中离开轨道 比磁悬浮列车更高， 距离有8至15厘米， 如同在轨道上“飞 行”； 2）时速非常高，可 达550公里/小时；
磁悬浮列车PPT课件
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13
由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的， 断电后磁悬浮的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动 问题仍然是要解决的问题。
2. 磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、 路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。
3. 造价高。 4. 强磁场对人体与环境都有影响。
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10
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上海磁悬浮据说是世界上第一列投入商业化运营的高 速磁悬浮列车，虽然只有短短的30公里，但是它的造价却 非常的巨大和吓人，官方初始公布工程造价89亿人民币， 但据说实际已经超100亿。即使如果我们以90亿计算，那 么每1公里就花3亿，那么每厘米便是3000元，可见造价 之高。
———超导材料的应用
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1
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 线和走的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。
列车处于悬浮状态，没有摩擦，其能耗仅为汽车的一半， 飞机的四分之一。
第四，爬坡能力强，只要加大电压，使产生足够大悬 浮力。磁悬浮列车的爬坡能力为100%，而一般铁路的最 高坡度只有40%。
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磁悬浮列车存在的问题： 尽管磁悬浮列车技术有上述的许多优点，但仍然存在一些
不足： 1.其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。
电时，与列车的推动绕组产生电感应而驱动，
概述高速磁悬浮PPT课件
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1.2 磁悬浮列车分类和主要特点
按 运 行 速 度 范 围 来 分 ， 德 国 的 Tr a n s r a p i d 磁 悬 浮 列 车 最 大 运 行 速 度 大 致 在 4 0 0 ~500km/h，日本的HSST磁悬浮列车最大运行速度为100km/h左右，日本的MLX 超导磁悬浮列车最大运行速度在500~550km/h之间。所以，德国磁悬浮列车和日本 的超导磁悬浮列车又称为高速磁悬浮列车，主要用于大城市之间的干线交通；而日 本的HSST则用于城市内或市郊的交通以及连接机场与市区等，被称为低速磁悬浮 列车。
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1.2 磁悬浮列车分类和主要特点
德 国 的 Tr a n s r a p i d 磁 悬 浮 列 车 和 日 本 的 H S S T 磁 悬 浮 列 车 没 有 采 用 超 导 技 术 ， 而是采用普通导体通电励磁，产生电磁悬浮力和导向力，因而又有人将它们称为常 导磁悬浮列车。日本的MLX磁悬浮列车利用低温（绝对温度4.2K）超导线圈励磁， 在车辆上形成强磁体，因而又被称为超导磁悬浮列车。
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1.1 磁悬浮铁路的发展
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1.1 磁悬浮铁路的发展
经过近5年的争论，1997年4月25日, 德国联邦交通部长维斯曼(Wissmann)公 布 了 由 两 个 咨 询 公 司 对Transrapid 磁 悬 浮 高 速 铁 路 柏 林 - 汉 堡 项 目 的 运 营 经 济 性 评 价结果，宣布德国政府决定修建柏林—汉堡磁悬浮铁路。这条磁悬浮铁路为全长29 2 km复线，其中高架线路占45%，地面低置线路占55%，包括车辆等运营设备在内 的总投资为98亿德国马克（1996年物价，不包括建造期间物价上涨和投资利息）。
1.2 磁悬浮列车分类和主要特点
按 运 行 速 度 范 围 来 分 ， 德 国 的 Tr a n s r a p i d 磁 悬 浮 列 车 最 大 运 行 速 度 大 致 在 4 0 0 ~500km/h，日本的HSST磁悬浮列车最大运行速度为100km/h左右，日本的MLX 超导磁悬浮列车最大运行速度在500~550km/h之间。所以，德国磁悬浮列车和日本 的超导磁悬浮列车又称为高速磁悬浮列车，主要用于大城市之间的干线交通；而日 本的HSST则用于城市内或市郊的交通以及连接机场与市区等，被称为低速磁悬浮 列车。
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1.2 磁悬浮列车分类和主要特点
德 国 的 Tr a n s r a p i d 磁 悬 浮 列 车 和 日 本 的 H S S T 磁 悬 浮 列 车 没 有 采 用 超 导 技 术 ， 而是采用普通导体通电励磁，产生电磁悬浮力和导向力，因而又有人将它们称为常 导磁悬浮列车。日本的MLX磁悬浮列车利用低温（绝对温度4.2K）超导线圈励磁， 在车辆上形成强磁体，因而又被称为超导磁悬浮列车。
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1.1 磁悬浮铁路的发展
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1.1 磁悬浮铁路的发展
经过近5年的争论，1997年4月25日, 德国联邦交通部长维斯曼(Wissmann)公 布 了 由 两 个 咨 询 公 司 对Transrapid 磁 悬 浮 高 速 铁 路 柏 林 - 汉 堡 项 目 的 运 营 经 济 性 评 价结果，宣布德国政府决定修建柏林—汉堡磁悬浮铁路。这条磁悬浮铁路为全长29 2 km复线，其中高架线路占45%，地面低置线路占55%，包括车辆等运营设备在内 的总投资为98亿德国马克（1996年物价，不包括建造期间物价上涨和投资利息）。
28.《磁悬浮列车》（课件）-2021-2022学年五年级科学下册
28.磁悬浮列车
活动过程
什么装置使列车悬浮起来，并且在轨道上飞驰?
活动过程
活动过程
是什么让物体悬浮起来的?
活动过程
它的内部有 什么?
我们来探究
活动过程
我们来探究
断电后会怎 么样?”
活动过程
我们来探究
与我们学习 的电磁铁有 关系吗？
活动过程
我们来探究
利用电磁铁的原理能让物体运动起来吗?
线圈的直径要比电 池的直径略大一点
活动过程
磁悬浮列车原理
磁悬浮列车主要由悬浮 系统、推进系统和导向系 统三大部分成。目前的大 部分设计中，这三部分的 功能均由磁力来完成。
活动过程
磁悬浮鼠标
磁悬浮地球仪
磁悬浮地漏
活动过程
拓展活动
超导磁悬浮材料
超导材料是指具有在一 定的低温条件下呈现出电阻 等于零以及排斥磁力线的性 质的材料。已发现有28种元 素和几千种合金和化合物可 以成为超导体。
我发了……
1.将铜丝缠绕成线圈。2.把磁铁分别吸在电池两端。
活动过程
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 道之间无接触的悬浮，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。上海磁悬 浮列车是运用“异极相吸”原理设计的。它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产生一种吸力使列车悬浮。磁悬浮列车由于具 有快速、低耗、环保、安全等优点，因此应用前景十分广阔。
拓展活动
超导磁悬浮列车
早在1922年，德国的赫尔 曼·肯珀就提出了电磁悬浮原理， 并在1934年申请了磁浮列车的专 利。
常导电磁悬浮系统(EMS) 超导电力悬浮系统(EDS)
它们有什么 区别？
活动过程
什么装置使列车悬浮起来，并且在轨道上飞驰?
活动过程
活动过程
是什么让物体悬浮起来的?
活动过程
它的内部有 什么?
我们来探究
活动过程
我们来探究
断电后会怎 么样?”
活动过程
我们来探究
与我们学习 的电磁铁有 关系吗？
活动过程
我们来探究
利用电磁铁的原理能让物体运动起来吗?
线圈的直径要比电 池的直径略大一点
活动过程
磁悬浮列车原理
磁悬浮列车主要由悬浮 系统、推进系统和导向系 统三大部分成。目前的大 部分设计中，这三部分的 功能均由磁力来完成。
活动过程
磁悬浮鼠标
磁悬浮地球仪
磁悬浮地漏
活动过程
拓展活动
超导磁悬浮材料
超导材料是指具有在一 定的低温条件下呈现出电阻 等于零以及排斥磁力线的性 质的材料。已发现有28种元 素和几千种合金和化合物可 以成为超导体。
我发了……
1.将铜丝缠绕成线圈。2.把磁铁分别吸在电池两端。
活动过程
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 道之间无接触的悬浮，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。上海磁悬 浮列车是运用“异极相吸”原理设计的。它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产生一种吸力使列车悬浮。磁悬浮列车由于具 有快速、低耗、环保、安全等优点，因此应用前景十分广阔。
拓展活动
超导磁悬浮列车
早在1922年，德国的赫尔 曼·肯珀就提出了电磁悬浮原理， 并在1934年申请了磁浮列车的专 利。
常导电磁悬浮系统(EMS) 超导电力悬浮系统(EDS)
它们有什么 区别？
磁悬浮列车原理PPT课件
Tankertanker Design
2021/2/2
Tankertanker Design
浅谈 空中列车--磁悬浮 原理
-
Tankertanker Desig1n
引言
Tankertanker Design
常用交通工具速度比较
Tankertanker Design
120km/h 120km/h-180km/h
上海磁悬浮
Tankertanker Design
投入运营时间：2002年12月31日
世界上第一条投入商业运营的高速磁悬浮列车
采用EMS（Electro Magnetic Suspension）常导磁 浮系统
29.863公里 投资89亿人民币
单程票
往返票（7日内有 效）
普通席 50元
80元
贵宾席 100元 160元
轨道线圈
N
车体线圈
N
相互排斥
使磁悬浮回到正常位 置
-
Tankertanker Desi1g3n
4 制动系统
Tankertanker Design
第一种：电制动
车体
v
Tankertanker Design
NSNSNS
轨道
NS NS NS NS NS NS
第二种：机械制动
利用摩擦力原理制动
第三种：落车制动
-
Tankertanker Desi1g1n
Hale Waihona Puke 3 导向系统Tankertanker Design
火车
Tankertanker Design
磁悬浮
-
Tankertanker Desi1g2n
3 导向系统
2021/2/2
Tankertanker Design
浅谈 空中列车--磁悬浮 原理
-
Tankertanker Desig1n
引言
Tankertanker Design
常用交通工具速度比较
Tankertanker Design
120km/h 120km/h-180km/h
上海磁悬浮
Tankertanker Design
投入运营时间：2002年12月31日
世界上第一条投入商业运营的高速磁悬浮列车
采用EMS（Electro Magnetic Suspension）常导磁 浮系统
29.863公里 投资89亿人民币
单程票
往返票（7日内有 效）
普通席 50元
80元
贵宾席 100元 160元
轨道线圈
N
车体线圈
N
相互排斥
使磁悬浮回到正常位 置
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Tankertanker Desi1g3n
4 制动系统
Tankertanker Design
第一种：电制动
车体
v
Tankertanker Design
NSNSNS
轨道
NS NS NS NS NS NS
第二种：机械制动
利用摩擦力原理制动
第三种：落车制动
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Tankertanker Desi1g1n
Hale Waihona Puke 3 导向系统Tankertanker Design
火车
Tankertanker Design
磁悬浮
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Tankertanker Desi1g2n
3 导向系统
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– Magnetic induction Iine – Magnetic flux density – Magnetic flux
9
Electromagnetism (I)
Right-hand screw rule (Ampere's rule)
10
Electromagnetism (II)
Faraday's law of induction
Grade
80~100/1000 30~50/1000
Curve
30 [m] in radius 150 [m] in radius
Operating speed
Up to 500 km/h Below 300 km/h
6
Characteristics
Not suitable for freight Less susceptible for icy conditions Environment friendly Good acceleration and deceleration Difficult for switching or branching off Expensive for construction Dangerous when electricity supply is interrupted
Problems of
– Air services – Automobiles
– Conventional trains
3
Maglev
Magnetic levitation train Levitated and propelled using electromagnetism
Guideway Elevated track Arm
Lenz’s law
dB
dt
– An induced electromotive force (EMF) always gives rise to a current whose magnetic field opposes the original change in magnetic flux
4
History
First patent by Hermann Kemper of Germany in 1934
Quickening period of the 1960s Maturity of the 1970s – 1980s Test period of the 1990s Practical public service in 2003 Main research done by Germany and Japan
11
Electromagnetism (III)
Right-hand rule Left-hand rule
12
Electrical engineering
Rectifier Inverter Chopper
Function
AC -> DC DC -> AC DC -> DC
Typical Circuit
– Magnetic attraction force – Air gap about 10 mm – Need precise control – Easier than EDS technically – Can levitate in zero or low speeds (backup battery)
5
Comparison
Maglev
Wheel-on-Rail
Noise
60 ~ 65 [dB] 75 ~ 80 [dB]
Safety
No derailment Derails from a minor and slipping defect
Maintenance Very little
Perioerview of Maglev 2. Fundamentals 3. Traction system and subsystems 4. Shanghai Maglev
8
Magnetism
Magnetism arises from moving charges Measurement
16
One type
Classification
– Permanent Magnet (PM) – Superconducting Magnet (SCM)
17
Another type
18
EMS
Electromagnetic suspension
Coils on the guideway
Characteristics
14
Subsystems
Levitation Guidance Propulsion Braking Energy supply
15
EDS
Electrodynamic suspension Characteristics
– Magnetic repulsive force – Air gap about 100 mm – Suitable for high-speed operation – Cannot levitate below 100 km/h – Need rubber tires
磁悬浮列车牵引系统
Maglev Traction System
Content
1. Overview of Maglev 2. Fundamentals 3. Traction system and subsystems 4. Shanghai Maglev
2
Background
Changes
– Increase of population – Urbanization – Quality of life
Bridge rectifier PWM inverter Buck/boost circuit
Transformer AC -> AC
-
VFD
AC -> AC
Rectifier + Filter + Inverter
13
Content
1. Overview of Maglev 2. Fundamentals 3. Traction system and subsystems 4. Shanghai Maglev
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Electromagnetism (I)
Right-hand screw rule (Ampere's rule)
10
Electromagnetism (II)
Faraday's law of induction
Grade
80~100/1000 30~50/1000
Curve
30 [m] in radius 150 [m] in radius
Operating speed
Up to 500 km/h Below 300 km/h
6
Characteristics
Not suitable for freight Less susceptible for icy conditions Environment friendly Good acceleration and deceleration Difficult for switching or branching off Expensive for construction Dangerous when electricity supply is interrupted
Problems of
– Air services – Automobiles
– Conventional trains
3
Maglev
Magnetic levitation train Levitated and propelled using electromagnetism
Guideway Elevated track Arm
Lenz’s law
dB
dt
– An induced electromotive force (EMF) always gives rise to a current whose magnetic field opposes the original change in magnetic flux
4
History
First patent by Hermann Kemper of Germany in 1934
Quickening period of the 1960s Maturity of the 1970s – 1980s Test period of the 1990s Practical public service in 2003 Main research done by Germany and Japan
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Electromagnetism (III)
Right-hand rule Left-hand rule
12
Electrical engineering
Rectifier Inverter Chopper
Function
AC -> DC DC -> AC DC -> DC
Typical Circuit
– Magnetic attraction force – Air gap about 10 mm – Need precise control – Easier than EDS technically – Can levitate in zero or low speeds (backup battery)
5
Comparison
Maglev
Wheel-on-Rail
Noise
60 ~ 65 [dB] 75 ~ 80 [dB]
Safety
No derailment Derails from a minor and slipping defect
Maintenance Very little
Perioerview of Maglev 2. Fundamentals 3. Traction system and subsystems 4. Shanghai Maglev
8
Magnetism
Magnetism arises from moving charges Measurement
16
One type
Classification
– Permanent Magnet (PM) – Superconducting Magnet (SCM)
17
Another type
18
EMS
Electromagnetic suspension
Coils on the guideway
Characteristics
14
Subsystems
Levitation Guidance Propulsion Braking Energy supply
15
EDS
Electrodynamic suspension Characteristics
– Magnetic repulsive force – Air gap about 100 mm – Suitable for high-speed operation – Cannot levitate below 100 km/h – Need rubber tires
磁悬浮列车牵引系统
Maglev Traction System
Content
1. Overview of Maglev 2. Fundamentals 3. Traction system and subsystems 4. Shanghai Maglev
2
Background
Changes
– Increase of population – Urbanization – Quality of life
Bridge rectifier PWM inverter Buck/boost circuit
Transformer AC -> AC
-
VFD
AC -> AC
Rectifier + Filter + Inverter
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Content
1. Overview of Maglev 2. Fundamentals 3. Traction system and subsystems 4. Shanghai Maglev