磁悬浮列车原理
磁悬浮列车工作原理
磁悬浮列车工作原理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dddd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1d10cm),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20d25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`最高时速是公里。
据德国科学家预测,到xxxx年,磁悬浮列车采用新技术后,时速将达公里。
而一般轮轨列车的最高时速为公里。
磁悬浮列车分成常导型和超导型两大类。
常导型也表示常导磁吸型,以德国高速常导磁悬浮列车transrapid为代表,它就是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起,漂浮的气隙较小,通常为10毫米左右。
常导型高速磁悬浮列车的速度仅约每小时~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,一般为毫米左右,速度可达每小时公里以上。
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。
磁悬浮列车工作原理
磁悬浮列车工作原理
磁悬浮列车是一种通过磁力悬浮技术来使列车浮起并在轨道上运行的交通工具。
它的工作原理主要包括磁力悬浮、线圈电流控制和感应电流制动三个方面。
首先,磁力悬浮是磁悬浮列车能够离开地面浮起的基础原理。
磁悬浮列车使用了电磁吸力原理,通过轨道上的线圈产生磁场,而列车底部搭载了超导磁体,当超导磁体中通入电流时,产生的磁场与轨道线圈的磁场相互作用,产生吸力使列车浮起来。
其次,线圈电流控制是磁悬浮列车能够保持稳定悬浮和平稳行驶的关键。
通过控制线圈通入的电流大小,可以调节列车与轨道之间的磁力大小,从而实现列车的浮起、降落和调整悬浮高度等操作。
这种电流控制系统能够根据列车速度、荷载以及轨道条件的变化,实时调节电流使列车保持稳定。
最后,感应电流制动是磁悬浮列车减速和停车的关键技术。
当列车运行速度较高时,将超导磁体中的电流迅速切断,磁场消失,此时列车就会受到自身运动产生的感应电流的制动作用,从而实现快速减速和停车。
这种制动方式不仅可以实现高效的制动效果,还能够回收制动能量,提高能源利用效率。
综上所述,磁悬浮列车的工作原理是通过磁力悬浮、线圈电流控制和感应电流制动三个方面紧密配合,实现列车的浮起、稳定运行和减速停车。
这种先进的交通工具具有速度快、能效高、环保等优点,被广泛应用于一些特定的城市间交通线路。
磁悬浮列车运行工作原理
磁悬浮列车运行工作原理磁悬浮列车(Maglev train)是一种利用电磁力使列车悬浮并在轨道上运行的交通工具。
相较于传统的轨道交通方式,磁悬浮列车具有更高的运行速度和更低的摩擦阻力,因此被视为未来高速交通的重要发展方向。
本文将介绍磁悬浮列车的运行工作原理。
一、基本工作原理磁悬浮列车的运行主要依靠两种基本原理:磁力和悬浮。
磁力:磁悬浮列车运行时,轨道上嵌有一组电磁体,产生与列车上的磁铁相互作用的磁场。
当电流通过轨道上的电磁体时,会产生磁力,使得列车在轨道上悬浮并运行。
悬浮:磁悬浮列车通过列车底部的磁悬浮体实现悬浮。
磁悬浮体上嵌有一组超导磁体,超导磁体可以在低温下产生强磁场,使列车与轨道之间产生磁力抗衡重力,从而实现悬浮状态。
二、磁悬浮系统组成磁悬浮列车的运行不仅依赖于磁力和悬浮的作用力,还需要其他系统的支持。
1. 引导系统:磁悬浮列车在高速运行过程中需要保持稳定。
引导系统主要通过引导导向轮和引导导向轨道,确保列车沿着预定的轨道行驶。
2. 推进系统:磁悬浮列车的推进系统主要由电力系统和磁力系统组成。
电力系统提供动力,通过电动机驱动磁悬浮列车前进;磁力系统则利用轨道上的电磁体与列车上的磁铁相互作用,产生推进力。
3. 控制系统:磁悬浮列车需要通过控制系统来调节列车运行状态,以确保安全和平稳。
控制系统主要包括列车速度的控制、悬浮力的调节等。
三、工作原理解析磁悬浮列车的工作原理可以分为如下几个步骤:1. 启动阶段:当磁悬浮列车准备启动时,引导系统将列车引导至轨道上的起点。
控制系统通过电力系统提供动力,将列车逐渐加速。
2. 悬浮阶段:当列车加速到一定速度时,悬浮系统开始工作。
超导磁体在低温下产生强磁场,与轨道上的电磁体产生磁力抗衡重力,使列车悬浮在轨道上。
3. 推进阶段:当列车悬浮在轨道上时,推进系统开始工作。
电动机驱动列车前进,并且轨道上的电磁体与列车上的磁铁相互作用,产生推进力,推动列车前进。
4. 运行阶段:磁悬浮列车在轨道上以高速运行,控制系统能够根据需要调节列车速度和悬浮力,以确保运行安全和平稳。
磁悬浮列车的工作原理
磁悬浮列车的工作原理
磁悬浮列车是一种基于磁力原理运行的高速交通工具。
它的工作原理主要涉及到磁力和电磁感应。
磁悬浮列车通过在轨道上设置一系列的磁石和电磁线圈来实现悬浮和推动。
车辆的底部封装有磁体,轨道上埋有电磁线圈。
当列车靠近轨道时,电磁线圈中的电流会激发产生磁场。
这个磁场会与列车底部磁体中的磁场相互作用,产生排斥力,从而使列车悬浮在轨道上。
为了保持悬浮状态,列车需要不断感应和调整悬浮高度。
在列车前后部分分别装有传感器和控制器。
传感器会检测列车与轨道的距离,并将信号传输到控制器中。
控制器会根据传感器的信号,调整电磁线圈的电流,以使列车保持稳定的悬浮高度。
在列车的驱动方面,磁悬浮技术采用了线性电机原理。
列车底部的磁体被视为一种悬挂的传动体。
轨道上的线性电机则被视为一种被驱动的传动体。
当电流通过轨道上的线性电机时,会产生电磁力。
这个电磁力会推动列车前进。
通过控制电磁线圈中的电流大小和方向,可以调整列车的速度和方向。
磁悬浮列车的工作原理,主要依靠磁力原理实现了列车的悬浮和推进。
通过精确的控制和调节磁场和电磁力的大小和方向,可以实现高速、平稳的列车运行。
同时,由于列车与轨道之间没有接触,磁悬浮列车具有较低的运动阻力和噪音,能够实现更高的速度和更好的乘坐体验。
磁悬浮列车的基本原理
磁悬浮列车的基本原理磁悬浮列车利用“同名磁极相斥,异名磁极相吸”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.由于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,它利用车上超导体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,并使导轨钢板的吸引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。
通俗的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变为电磁体.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.磁悬浮分2类,其中推斥式的就是日本的,属于高速类型,需要起落架,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;吸引式的,就是德意志的,也就是上海目前使用的吸引式的,轨道不存在任何的电磁铁,他是用感应钢板安装在轨道外缘的,车上有电磁铁,使用车载电源吸引感应钢板悬浮和导向,利用直线电机对感应钢板的作用,产生推进,停止和倒退等动力输出.超导磁悬浮列车的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.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.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.估计到下一个世纪,这两种技术路线将依然并存.自1825年世界上第一条标准轨铁路出现以来,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,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, 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,而且会产生很大的噪音,会对环境造成很大的污染,.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;,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,静止时,由于没有切割电势与电流,车辆不能产生悬浮,速度达到80公里/小时以上时,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,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",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",具有低噪音,低能耗,无污染,安全舒适和高速高效的特点,由于具有转弯半径小,爬坡能力强等优点,特别适合城市轨道交通.德国和日本是世界上最早开展磁悬浮列车研究的国家, (Magnetically Levitated Trains),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.磁悬浮列车运行原理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,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,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,~500公里,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,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.德国的常导磁悬浮列车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,使车轮与轨道保持一定的侧向距离,所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态.地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,当作为定子的电枢线圈有电时,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就象电机的"转子",列车可以完全实现非接触的牵引和制动.日本的超导磁悬浮列车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,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,在地面导轨上安装有探测车辆位置的高精度仪器,根据探测仪传来的信息调整三相交流电的供流方式,精确地控制电磁波形以使列车能良好地运行.超导磁悬浮列车也是由沿线分布的变电所向地面导轨两侧的驱动绕组提供三相交流电,并与列车下面的动力集成绕组产生电感应而驱动,当列车接近该绕组时,列车超导磁铁的强电磁感应作用将自动地在地面绕组中感生电流,因此在其感应电流和超导磁铁之间产生了电磁力,从而将列车悬起,并经精密传感器检测轨道与列车之间的间隙,与悬浮绕组呈电气连接的导向绕组也将产生电磁导向力,保证了列车在任何速度下都能稳定地处于轨道中心行驶.目前存在的技术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)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,.(2)常导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)超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大,冷却系统重,强磁场对人体与环境都有影响.。
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。
磁悬浮列车工作原理
磁悬浮列车工作原理磁悬浮列车是一种利用磁力原理来悬浮和推动列车的先进交通工具。
它采用了磁力悬浮技术和线性机电技术,可以在轨道上以高速运行,具有较低的磨擦阻力和较高的运行效率。
磁悬浮列车的工作原理可以分为两个主要部份:悬浮系统和推进系统。
1. 悬浮系统:磁悬浮列车的悬浮系统利用磁力原理实现列车的悬浮状态。
在轨道上布置了一系列的永磁体,称为导向磁铁,它们产生一个垂直于轨道的磁场。
列车的底部装有超导磁体,称为悬浮磁体,它们产生一个与导向磁铁相互作用的磁场。
当两者之间的磁场相互作用时,会产生一个向上的力,使列车悬浮在轨道上。
这种悬浮方式被称为吸力悬浮。
此外,磁悬浮列车还采用了控制系统来维持列车的稳定悬浮状态。
控制系统通过感应和测量列车与轨道之间的距离和速度,调整悬浮磁体的电流,以保持列车在合适的高度悬浮,并对列车进行稳定控制。
2. 推进系统:磁悬浮列车的推进系统利用线性机电原理来推动列车前进。
在轨道上布置了一系列的线圈,称为牵引线圈,它们与列车上的线圈相互作用。
当通过牵引线圈通电时,会在列车上产生一个磁场,与轨道上的磁场相互作用,从而产生一个向前的推力。
这种推进方式被称为牵引力推进。
磁悬浮列车的推进系统还包括能量供应系统和控制系统。
能量供应系统通过供电给牵引线圈提供所需的电能,以产生推进力。
控制系统通过调整牵引线圈的电流和频率,控制列车的速度和加速度。
总结:磁悬浮列车通过悬浮系统和推进系统的相互作用,实现了列车的悬浮和推动。
悬浮系统利用磁力原理使列车悬浮在轨道上,而推进系统利用线性机电原理推动列车前进。
这种工作原理使得磁悬浮列车具有较低的能耗、较高的运行效率和较快的速度,成为现代高速交通工具的重要发展方向。
磁悬浮 原理
磁悬浮原理
磁悬浮是一种基于磁力原理实现的悬浮运输系统。
其原理可以简单描述为利用磁铁和电磁线圈之间的相互作用,产生磁力使列车悬浮在轨道上,并通过电磁线圈的变化来控制列车的运动。
具体而言,磁悬浮系统通常由轨道、导向系统、列车和控制系统组成。
轨道上覆盖有一系列线圈,这些线圈可以通过通电来产生磁场。
而列车上的车体底部则安装有磁铁,可以与轨道上的线圈相互作用。
当电磁线圈通电生成磁场时,磁场会产生一个垂直于轨道的磁力,将列车悬浮在轨道上。
这个磁力也可以通过调节电磁线圈的电流来控制,从而实现列车的悬浮高度的调节。
此外,磁悬浮系统还可以利用线圈的变化产生推动力,使列车运动。
当列车向前移动时,控制系统会调整线圈的电流,使磁力在列车前方增加,同时在列车后方减小,从而推动列车向前移动。
反之,当列车需要减速或停下时,控制系统则相应地调整线圈电流,减小前方磁力,使列车减速或停下。
总的来说,磁悬浮的原理是通过磁力的相互作用来实现列车悬浮和运动的,其中控制系统的精确调节可以使列车实现平稳、高速的运行。
磁悬浮列车原理
磁悬浮列车原理磁悬浮列车是一种运用磁力原理进行悬浮和推进的高速列车,其原理基于电磁力和磁浮力互相作用。
磁悬浮列车可以在轨道上以较高的速度运行,具有很多优势,如速度快、能源效率高、行驶平稳等。
本文将介绍磁悬浮列车的原理及其基本构造。
一、磁悬浮原理磁悬浮列车的悬浮和推进原理都基于电磁力。
磁悬浮系统主要由轨道上的导向磁轨和车辆上的悬浮磁体构成。
导向磁轨上通过电磁铁产生的磁场对车辆上的悬浮磁体产生吸引力,使列车悬浮在轨道上。
同时,导向磁轨上的电磁铁也可以产生磁场推动列车前进。
二、磁悬浮列车的构造磁悬浮列车的基本构造主要包括车辆部分和轨道部分。
车辆部分由车体、悬浮磁体、推进系统以及控制系统组成;轨道部分由导向磁轨和电磁铁构成。
1. 车体磁悬浮列车的车体通常采用轻量化材料,如铝合金或碳纤维复合材料。
车体的外形通常采用流线型设计,减小空气阻力,提高列车的运行效率。
2. 悬浮磁体悬浮磁体是磁悬浮列车的关键部分,它通过电磁力与导向磁轨相互作用,实现列车的悬浮。
悬浮磁体通常由超导磁体或永磁体组成,其产生的磁场可以与导向磁轨的磁场相互作用,使列车悬浮在轨道上。
3. 推进系统磁悬浮列车的推进系统通常采用线性电机,通过电磁力推动列车前进。
线性电机由导向磁轨上的电磁铁和车辆上的电流线圈构成,当电流通过车辆上的电流线圈时,会产生磁场,与导向磁轨上的电磁铁相互作用,从而推动列车前进。
4. 控制系统磁悬浮列车的控制系统负责控制列车的悬浮高度、速度和方向等参数,保证列车的安全和稳定运行。
控制系统通常采用计算机和传感器等设备,通过监测和控制悬浮磁体的工作状态,调整电流和磁场的大小,实现对列车的控制。
三、磁悬浮列车的优势磁悬浮列车相比于传统的轮轨列车具有许多优势。
1. 高速运行:磁悬浮列车可以以较高的速度运行,其设计速度可以达到每小时500公里以上,大大缩短了旅行时间。
2. 平稳舒适:磁悬浮列车运行平稳,减少了颠簸和噪音,提供了更加舒适的乘坐体验。
磁悬浮列车是利用什么原理
磁悬浮列车是利用什么原理磁悬浮列车是利用电磁力原理实现悬浮和运行的一种现代化交通工具。
它不同于传统的轨道列车,而是通过磁力悬浮技术使列车悬浮在轨道上,从而减少了与轨道的摩擦阻力,提高了列车的运行效率和速度。
磁悬浮列车的悬浮原理是基于电磁感应和磁悬浮技术。
在磁悬浮轨道上,有一系列的电磁铁,它们会产生磁场。
而列车的车体下方则安装有电磁悬浮系统,它包括了一系列的超导磁体。
当列车通过磁悬浮轨道时,电磁悬浮系统会感应到轨道上的磁场,并产生反向的磁场,从而使列车悬浮在轨道上。
这种悬浮方式有效地减少了列车与轨道之间的接触摩擦,大大降低了能量损耗,提高了列车的运行效率。
除了悬浮原理,磁悬浮列车的运行原理也与电磁力密切相关。
在磁悬浮轨道上,不仅有悬浮磁场,还有一系列的电磁铁。
这些电磁铁会根据列车的运行速度和位置产生相应的电流,从而产生电磁力。
列车上的电磁系统也会根据轨道上的电磁场产生相应的电流,从而与轨道上的电磁力相互作用,驱动列车运行。
通过控制电磁力的大小和方向,可以实现列车的悬浮和运行,从而实现高速、平稳的行驶。
磁悬浮列车利用电磁力原理实现悬浮和运行,具有速度快、运行平稳、能耗低等优点。
相比传统的轨道列车,磁悬浮列车能够更好地适应高速运行,减少了能量损耗和对轨道的磨损,同时也提高了列车的安全性和舒适性。
因此,磁悬浮列车在现代城市交通中具有广阔的应用前景,可以为城市交通带来更加便捷和高效的解决方案。
总的来说,磁悬浮列车的悬浮和运行原理是基于电磁力的作用,通过控制电磁场的大小和方向,实现列车的悬浮和运行。
这种基于电磁力的悬浮技术,使得磁悬浮列车具有了更高的运行效率和速度,为城市交通发展带来了全新的可能性。
随着科技的不断进步,相信磁悬浮列车将会在未来的城市交通中发挥更加重要的作用。
磁悬浮列车工作原理
磁悬浮列车工作原理引言概述:磁悬浮列车是一种基于磁力原理运行的现代化交通工具,它通过利用磁力将列车悬浮在轨道上,实现了高速、平稳的运行。
本文将详细阐述磁悬浮列车的工作原理,包括电磁悬浮、线圈感应、稳定控制和动力传输四个方面。
一、电磁悬浮1.1 磁悬浮系统磁悬浮列车的电磁悬浮系统由车体上的磁体和轨道上的线圈组成。
磁体产生的磁场与线圈中通过的电流相互作用,产生电磁力将列车悬浮在轨道上。
这种悬浮方式可以有效减少摩擦力,提高列车的运行速度。
1.2 磁力平衡磁悬浮列车的磁力平衡是通过调节线圈中的电流来实现的。
当列车偏离轨道中心时,感应到的磁场强度会发生变化,控制系统会根据这个变化调整线圈中的电流,使得列车重新回到平衡位置。
这种磁力平衡系统能够确保列车在高速运行时的稳定性。
1.3 悬浮高度调节磁悬浮列车的悬浮高度可以通过调节线圈中的电流来实现。
当需要改变列车的悬浮高度时,控制系统会调整线圈中的电流,从而改变产生的磁场强度,进而改变列车与轨道之间的磁力。
通过这种方式,可以灵活地调整列车的悬浮高度,以适应不同的运行条件。
二、线圈感应2.1 感应电流产生磁悬浮列车的线圈感应是通过列车运行时与轨道下方的线圈之间的电磁感应实现的。
当列车通过线圈时,磁场的变化会在线圈中产生感应电流。
这种感应电流可以被用来供电或传输信息,实现列车的各种功能。
2.2 供电系统磁悬浮列车的供电系统是通过线圈感应实现的。
列车上的线圈感应到轨道下方的线圈中的交变电流,通过变压器和整流器将其转换为直流电流,用于供电列车上的电动机、控制系统和其他设备。
这种供电方式可以避免传统轨道交通中的接触供电问题。
2.3 信息传输磁悬浮列车的线圈感应还可用于信息传输。
通过在轨道下方的线圈中传输信号,可以实现列车与控制中心之间的通信,包括列车位置、速度、状态等信息的传递。
这种信息传输方式快速、可靠,为列车的自动控制和安全运行提供了基础。
三、稳定控制3.1 控制系统磁悬浮列车的稳定控制是通过控制系统实现的。
磁悬浮列车工作原理
磁悬浮列车工作原理磁悬浮列车是一种现代化的高速交通工具,其工作原理基于磁力和悬浮技术。
通过利用磁场的作用,磁悬浮列车可以悬浮在轨道上并实现高速移动。
下面将详细介绍磁悬浮列车的工作原理及其应用。
一、磁力驱动系统磁悬浮列车采用了电磁力来驱动列车的运行。
在轨道上安装了一组由电磁铁构成的线圈,称为电磁轨道。
这些电磁轨道会产生一个强磁场,与列车上的磁铁相互作用。
当列车通过电磁轨道时,磁悬浮列车上的磁铁会受到轨道上的磁力的作用。
这个磁力会推动列车向前运动,并且可以通过调节电磁轨道的磁场强度来控制列车的速度。
因为磁力是由电磁铁产生的,所以磁悬浮列车需要通过供电系统来提供电力。
二、悬浮系统除了磁力驱动系统,磁悬浮列车的悬浮系统也是实现高速行驶的关键。
磁悬浮列车上的车体下方装有一组磁铁,称为悬浮磁铁,它们与轨道上的悬浮导体相互作用。
在轨道上安装了一条特殊的导轨,导轨上布满了导线,形成一个闭合的电路。
当列车通过导轨时,导轨中的电流会产生一个与列车上的磁铁相互作用的磁场。
这个磁场会与列车上的悬浮磁铁产生排斥力,从而将列车悬浮在轨道上。
悬浮系统的关键在于控制导轨中的电流,通过调整电流的大小和方向,可以实现对列车的悬浮力的控制。
通过精确的控制悬浮力,磁悬浮列车可以在高速运行时保持与轨道的良好接触,同时减少与轨道的摩擦,提高行驶效率。
三、工作原理应用磁悬浮列车的工作原理使其具有诸多优势,广泛应用于城市快速交通和远程旅行等领域。
首先,磁悬浮列车的高速运行能力非常出色。
由于悬浮系统的设计可以减少与轨道的摩擦,列车可以以更高的速度行驶。
相比传统的铁轨列车,磁悬浮列车能够以更快的速度运行,减少旅行时间。
这使得磁悬浮列车成为城市间快速交通的理想选择。
其次,磁悬浮列车的环境友好型也是其受欢迎的因素之一。
磁悬浮列车的驱动系统使用电力,相比传统的燃油驱动方式,减少了对环境的污染。
此外,磁悬浮列车的快速运输能力,也减少了城市交通拥堵和对公路的压力,进一步改善了环境。
时速高达600公里的磁悬浮列车工作原理
时速高达600公里的磁悬浮列车工作原理是怎样的?磁悬浮列车利用磁浮力原理运行,它的运行原理如下:1.
列车上安装两组电极。
其中一组电极是磁极,下方安装在轨道上,上方用
磁性材料嵌入轨道环绕;另一组电极则是非磁极,上方安装在列车底座上,下方悬浮在轨道之上。
2.非磁极的电压被调节成和地面轨道磁极的相反电压,当列车开动时,两组电极产生磁浮力,把列车悬浮在轨道之上,就像
平时我们用磁性物体吸附在冰箱门上一样。
3.此磁浮力使列车随着轨道转
动移动,并保持固定的高度。
此外,列车还安装有一组电动机,它的作用
是调节电极的电压以及控制列车的行驶速度,有效地提高了列车的运行速度。
磁悬浮列车工作原理
磁悬浮列车工作原理磁悬浮列车是一种利用磁力原理悬浮在轨道上并通过磁力驱动前进的交通工具。
它与传统的轨道交通相比具有更高的速度和更低的能耗,被认为是未来城市交通发展的重要方向之一。
磁悬浮列车的工作原理主要分为两部份:悬浮系统和推进系统。
1. 悬浮系统磁悬浮列车的悬浮系统利用磁力原理使列车浮起,从而减少与轨道的磨擦。
悬浮系统通常由磁悬浮导向系统和磁悬浮悬浮系统组成。
磁悬浮导向系统主要由轨道上的固定磁铁和列车底部的磁铁组成。
固定磁铁产生的磁场会与列车底部的磁铁相互作用,使列车保持在轨道上并保持稳定的悬浮高度。
磁悬浮悬浮系统采用了超导磁体和轨道上的电磁铁。
超导磁体在低温下工作,通过电流产生强大的磁场,使列车浮起。
轨道上的电磁铁产生的磁场与超导磁体的磁场相互作用,使列车保持在悬浮高度上。
2. 推进系统磁悬浮列车的推进系统利用磁力原理提供推力,使列车前进。
推进系统通常由线圈、电源和电流控制系统组成。
线圈是安装在列车底部的电磁线圈,通过变化的电流产生变化的磁场。
当线圈产生的磁场与轨道上的电磁铁相互作用时,会产生推力,推动列车前进。
电源是为线圈提供电流的装置,通常采用直流电源。
电流控制系统用于控制线圈中的电流大小和方向,以实现列车的加速、减速和停车。
总结:磁悬浮列车工作原理主要包括悬浮系统和推进系统。
悬浮系统利用磁力使列车浮起并保持在悬浮高度上,通过磁悬浮导向系统和磁悬浮悬浮系统实现。
推进系统利用磁力提供推力,通过线圈、电源和电流控制系统实现列车的前进。
磁悬浮列车以其高速、低能耗的特点被视为未来城市交通的重要发展方向之一。
磁悬浮列车原理
磁悬浮列车原理磁悬浮列车原理有两种:一是让行驶的列车利用电磁力在导轨上运动,二是在列车底部加装强大的电磁场。
电磁铁的磁性材料具有无限的吸引力。
当磁性材料的两极被外力作用而分离时,磁性材料便会受到一个与外力成正比的强大吸引力。
这样就会产生一个微弱的电流。
这股电流虽然非常微弱,但却能使周围的小磁针转动起来,带动磁铁的磁性,从而让整个列车悬浮起来。
10年前,“第一条磁悬浮列车”在英国诞生,这条线路只有20公里长。
从西南方向开往伦敦市中心,中间经过美丽的海德公园。
由于它的体积很小,因此每一辆都可以单独运行,这样一来,不仅减少了对其他交通工具的影响,同时也不需要复杂的调度系统,可以节约大量的资源。
我想,磁悬浮列车不需要钢铁,这样一来就大大降低了成本,使乘客可以承受得起;由于没有了机械部件,列车也不必承受钢铁所带来的巨大重量,从而不会对环境造成污染。
我想,以后人们将在家里安装可充电的插座,以备没电之需。
目前世界上投入商业运营的高速铁路系统只有两个,那就是日本的新干线和法国的TGV。
他们现在还是在实验阶段,尚未投入商业运营。
因为列车的发动机不断地在产生热量,所以列车外表不能采用玻璃,否则一旦出现火灾,列车外表将燃烧起来。
为了避免这一点,日本已经研制了一种装置,当热量传递给空气,使空气变冷时,列车外表会自动覆盖一层膜,这样就不会燃烧了。
这段铁路轨道的特殊设计很容易使得声音反射出去,所以不会出现噪音污染问题。
列车内部空间很宽敞,甚至可以用作运送急救人员。
对于临终病人、行动不便的人,可以把他们直接抬进列车,只要把轮椅固定在车厢的两侧即可。
如果列车行驶速度超过一定值,外面的空气压力会比里面的大,这时就不会有真空效应了。
除此之外,由于列车车头的牵引电流是负极性的,所以根本不用担心火车撞人事故的发生。
为什么会产生这种效应?这主要归功于轨道下方的弹簧支撑着列车,并且随着列车的前进而移动。
假如列车突然停止或者倒退,弹簧就会立刻恢复原状,再次支持住列车。
磁悬浮列车的工作原理
磁悬浮列车的工作原理磁悬浮列车是一种利用磁力原理运行的高速交通工具,其具有速度快、运行平稳、环保节能等优点,被视为未来城市轨道交通的发展方向之一。
下面将详细介绍磁悬浮列车的工作原理。
磁悬浮列车的基本原理是磁场作用力。
列车通过电磁感应效应,使线圈内的铝或铜板产生涡流,从而产生反向磁场,造成逆向磁力,使其悬浮在轨道上。
同时,电动机通过电磁力的作用使车辆在轨道上高速前行,以达到高速运行的目的。
整个系统由轨道、车辆、电动机和控制系统四部分组成。
轨道是由U形或T形钢轨组成,其上方覆盖一个导向槽。
车辆的底部安装有磁体,当车辆运行在轨道上时,磁铁的磁场在导向槽内形成一个磁场,实现了悬浮。
在行驶过程中,控制系统控制电动机,使车辆在轨道上高速前行。
控制系统中还包括机车人员、信号和通信系统等,以确保列车的安全和顺畅运行。
磁悬浮列车的工作原理功能特点如下:1、高速:磁悬浮列车可以运行在超过500公里每小时的速度,比传统铁路快数倍,是当前最快的运输方式之一。
2、运行平稳:磁悬浮列车利用电磁悬浮的原理,使车辆完全脱离轨道,消除了地面阻力和颠簸,因此能够实现平稳的高速运行。
3、环保节能:磁悬浮列车不需要燃油,不产生污染,因此具有很好的环保性能。
同时,由于其高效的能量利用效率,也具有很好的节能性能。
4、安全可靠:磁悬浮列车的运行速度和轨道位置均由控制系统精确控制,因此具有很好的安全性和可靠性。
总之,磁悬浮列车的工作原理是利用磁场作用力,通过电磁感应效应和电磁力的作用实现车辆的悬浮和高速运行。
磁悬浮列车不仅具有速度快、平稳、节能等优点,同时也具有很好的环保性能和安全可靠性,因此是未来城市轨道交通的重要发展方向之一。
磁悬浮的简单原理
磁悬浮的简单原理
磁浮有三个基本原理:
1、当靠近金属的磁场改变,金属上的电子会移动,并且产生电流。
2、电流的磁效应。
当电流在电线或一块金属中流动时,会产生磁场。
通电的线圈就成了一块磁铁。
3、磁铁间会彼此作用,同极性相斥,异极性相吸。
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,5月23号,时速600公里磁悬浮列车在青岛
下线。
磁悬浮列车利用“同性相斥,异性相吸”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。
磁悬浮列车工作原理
磁悬浮列车工作原理磁悬浮列车是一种基于磁力原理的高速交通工具,它通过磁力将列车悬浮在轨道上,减少了与轨道的摩擦力,从而实现了高速运行。
磁悬浮列车工作原理主要包括磁悬浮技术和线圈电流控制技术两个方面。
1. 磁悬浮技术磁悬浮技术是磁悬浮列车工作的核心。
它利用同性磁极相斥、异性磁极相吸的特性,通过磁力将列车悬浮在轨道上,从而实现无接触运行。
磁悬浮系统由列车上的磁体和轨道上的导向磁轨组成。
在列车上,装有一组称为悬浮磁体的电磁铁,它们被安装在列车底部的悬浮车架上。
这些磁体通过通电产生磁场,与轨道上的导向磁轨相互作用,产生磁力,将列车悬浮在轨道上。
导向磁轨由一组称为导向磁体的电磁铁组成,它们被安装在轨道上。
导向磁轨的作用是提供一个稳定的磁场,使列车能够在轨道上平稳运行,并保持一定的悬浮高度。
2. 线圈电流控制技术线圈电流控制技术是磁悬浮列车工作的另一个重要方面。
它通过控制悬浮磁体中的电流来调节磁力的大小,从而实现列车的悬浮和运行。
悬浮磁体中的电流可以通过改变电流的大小和方向来调节磁力。
当电流通过悬浮磁体时,会产生一个磁场,与导向磁轨上的磁场相互作用,产生磁力。
通过控制电流的大小和方向,可以调节磁力的大小和方向,从而控制列车的悬浮高度和运行速度。
线圈电流控制技术还可以用于制动和加速。
当需要制动时,可以通过改变电流的方向和大小,使列车受到反向的磁力,从而减速和停车。
当需要加速时,可以通过改变电流的方向和大小,使列车受到同向的磁力,从而加速运行。
总结:磁悬浮列车工作原理主要包括磁悬浮技术和线圈电流控制技术两个方面。
磁悬浮技术利用同性磁极相斥、异性磁极相吸的特性,通过磁力将列车悬浮在轨道上。
线圈电流控制技术通过控制悬浮磁体中的电流来调节磁力的大小和方向,从而实现列车的悬浮、运行、制动和加速。
磁悬浮列车的工作原理使得列车能够以高速、平稳、无摩擦的方式运行,具有较高的运行效率和安全性。
不带电的磁悬浮列车原理
不带电的磁悬浮列车原理
不带电的磁悬浮列车原理主要通过磁力原理实现。
磁悬浮列车由列车车体和轨道两部分组成。
轨道上用超导磁体或永磁体制成一条有规律的磁铁轨,车体底部安装有一组电磁铁。
列车在运行时,通过调节电磁铁的电流来产生磁力,使车体悬浮在轨道上。
具体原理如下:
1. 来自轨道上的磁场:轨道上的超导磁体或永磁体会产生一个稳定的磁场。
这个磁场会影响车体底部的电磁铁。
2. 电磁铁产生的磁场:列车车体底部的电磁铁由绕组和磁心构成,通过通电来产生磁场。
当电磁铁通电时,产生的磁场与轨道上的磁场相互作用,形成吸引或排斥的力。
3. 平衡受力:通过调节电磁铁的电流,使车体底部的磁场与轨道磁场之间形成平衡,使车体能够悬浮在轨道上。
当车体稍有摆动时,控制系统会及时调整电流大小,以保持平衡。
4. 运动控制:除了悬浮之外,电磁铁还可以通过改变其电流大小和方向来实现推动力,从而使列车运动。
由于没有摩擦和空气阻力,磁悬浮列车具有较高的速度和较低的能耗。
总的来说,不带电的磁悬浮列车原理主要是通过调节电磁铁的磁场与轨道磁场之间的相互作用来实现列车的悬浮和运动。
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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。
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,磁悬浮列车连轮子也没有了。
"铁路"上行驶的这种超级列车并没有传统意义上的牵引机车,它运行时并不接触地面,只是在离轨道10厘米的高度"飞行"。
磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年Hermann Kemper先生就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁浮列车的专利。
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。
根据当时轮轨极限速度的理论,科研工作者们认为,轮轨方式运输所能达到的极限速度为每小时350公里左右,要想超越这一速度运行,必须采取不依赖于轮轨的新式运输系统。
这种认识引起许多国家的科研部门的兴趣,但后来都中途放弃,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。
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。
日本超导磁悬浮列车MAGLEV超导磁悬浮列车导轨1. 什么是磁悬浮列车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。
2. 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。
3. 德国的常导磁悬浮列车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。
常导磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。
车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就象是同步直线电动机的励磁线圈,地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,它就象同步直线电动机的长定子绕组。
从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动。
同样,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就象电机的“转子”一样被推动做直线运动。
从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动。
4. 日本的超导磁悬浮列车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。
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,正是这种推力推动列车前进。
其原理就象冲浪运动一样,冲浪者是站在波浪的顶峰并由波浪推动他快速前进的。
与冲浪者所面对的难题相同,超导磁悬浮列车要处理的也是如何才能准确地驾驭在移动电磁波的顶峰运动的问题。
为此,在地面导轨上安装有探测车辆位置的高精度仪器,根据探测仪传来的信息调整三相交流电的供流方式,精确地控制电磁波形以使列车能良好地运行。
超导磁悬浮列车也是由沿线分布的变电所向地面导轨两侧的驱动绕组提供三相交流电,并与列车下面的动力集成绕组产生电感应而驱动,实现非接触性牵引和制动。
但地面导轨两侧的悬浮导向绕组与外部动力电源无关,当列车接近该绕组时,列车超导磁铁的强电磁感应作用将自动地在地面绕组中感生电流,因此在其感应电流和超导磁铁之间产生了电磁力,从而将列车悬起,并经精密传感器检测轨道与列车之间的间隙,使其始终保持100毫米的悬浮间隙。
同时,与悬浮绕组呈电气连接的导向绕组也将产生电磁导向力,保证了列车在任何速度下都能稳定地处于轨道中心行驶。
5. 目前存在的技术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)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。
其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。
(2)常导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)超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大,冷却系统重,强磁场对人体与环境都有影响。
6. 中国磁悬浮列车的研究状况目前,中国对磁悬浮铁路技术的研究还处于初级阶段。
经过铁科院、西南交大、国防科大、中科院电工所等单位对常导低速磁悬浮列车的悬浮、导向、推进等关键技术的基础性研究,已对低速常导磁悬浮技术有了一定认识,初步掌握了常导低速磁悬浮稳定悬浮的控制技术。
继1994年西南交大成功地进行了4个座位、自重4吨、悬浮高度为8毫米、时速为30公里的磁悬浮列车试验之后,由铁科院主持、长春客车厂、中科院电工所、国防科技大学参加,共同研制的长为6.5米、宽为3米、自重4吨、内设15个座位的6吨单转向架磁悬浮试验车在铁科院环行试验线的轨距为2米、长36米、设计时速为100公里的室内磁悬浮实验线路上成功地进行了试验,并于1998年12月通过了铁道部科技成果鉴定。
6吨单转向架磁悬浮试验车的研制成功,为低速常导磁悬浮列车的研究提供了技术基础,填补了我国在磁悬浮列车技术领域的空白。
§9.2 磁悬浮列车发展史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。