磁浮轨道交通
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任务
城 市
磁浮轨道交通
轨 道
交
通
任务 磁浮轨道交通 1.磁浮轨道交通概述
磁浮技术的研究源于德国，1922年德国工程师赫 尔曼·肯佩尔提出了电磁浮原理，1934年他申请了磁浮 列车的专利，1953年完成了科学报告《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增强，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、 英国等国家相继开始对磁浮运输系统进行开发，并取得 了令人瞩目的进展。
大类型：钢轨枕型式的中低速磁浮轨道
结构和中低速磁浮整体道床轨道结构。
（1）钢轨枕型式的中低速磁浮轨道
结构。钢轨枕型式的中低速磁浮轨道结
构（见图18）自上而下主要由感应板、F
型钢、H形钢轨枕、扣件系统、联结件 及紧固件、承轨台等部分组成。
图18钢轨枕型式的中低速磁浮轨道结构
任务 磁浮轨道交通 4.磁浮轨道线轨道结构设计
列车的导向是自动的，不需要导向电磁铁的主动控制， 这是由于安装在车体上的电磁铁铁芯和铁磁性倒U形轨道是 正对的，如果两者有一定的错位，两者间的磁力线就会产 生一个反方向的横向力，使列车回到中心线。
任务 磁浮轨道交通 4.磁浮轨道线轨道结构设计
下文以中低速磁浮轨道为例进行介
绍。中低速磁浮轨道结构形式主要有两
高速磁浮轨道交通相比中低速磁浮轨道交通工艺技术更为复杂，悬浮能耗较大， 对人体有一定的磁场影响，造价相对更高，仅适用于需要高速运行的区间。
中低速磁浮是中国具有自主知识产权的新技术，也是城市轨道交通中最先进的 技术。它具有环保、安全性高、爬坡能力强、转弯半径小、建设成本低等优点，适 用于城市市区、近距离城市间和旅游景区的交通连接，可替代轻轨和地铁，更接近 于商业运行的经济性、实用性的目标。
（3）按照导轨结构形式分类。磁浮轨道交通所使用的导轨结构 有多种形式，常用的有T形、U形、一字形和F形导轨磁浮。
任务 磁浮轨道交通 3.磁浮轨道线的基本原理
在磁浮轨道线上运行的列车， 是利用电磁系统产生的吸引力 或排斥力将车辆托起，使整个 列车悬浮在导轨上，利用电磁 力进行导向，利用直线电机将 电能直接转换成推进力来推动 列车前进的。磁浮轨道线的基 本原理如图16所示。
任务 磁浮轨道交通 1.磁浮轨道交通概述
磁浮轨道交通也称磁浮铁路，是根据电磁学原理，利用电磁铁产生的电磁力使 车辆悬浮并推动其前进的现代交通工具，如图15所示。由于它运行时悬浮于轨道之 上，因此没有轮轨摩擦，可以突破轮轨黏着极限速度的限制。
图15磁浮轨道交通 （a）上海高速磁浮轨道交通 （b）长沙中低速磁浮轨道交通
图16磁浮轨道线的基本原理
任务 磁浮轨道交通 3.磁浮轨道线的基本原理
磁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。
以中低速磁浮列车为例，列车采用环抱轨道形式，列车轨道梁两侧 为悬空的倒U形铁磁性轨道，轨道上铺设了铝质的反应极板。倒U形轨 道上反应板的正上方是安装在车体上的直线电机定子,在倒U形轨道的正 下方是固定在车体上的电磁铁（起悬浮、导向作用）。中低速磁浮列 车悬浮结构示意如图17所示。
任务 磁浮轨道交通
1.磁浮轨道交通概述
Hale Waihona Puke Baidu
与其他类型城市轨道交通相比，磁浮轨道交通的优缺点如下。
1.优点
（5）
运行成本低
（1） 运行速度高
（6） 项目建设成本低
（2）
载客量大
（7）
安全性高
（3） 转弯半径小
（8） 环保性能高
（4） 爬坡能力强
（9）
能耗低
任务 磁浮轨道交通 1.磁浮轨道交通概述
2.缺点 （1）磁浮列车的车厢不能通过转辙机变轨，不像传统轮轨列车那样，可以在不需 要移动轨道与基础的条件下通过信号操纵道岔转辙装备就能进入另外一条线路。 （2）由于磁浮系统是凭借电磁力进行悬浮、导向和驱动的，一旦断电，磁浮列车 可能发生严重的人员安全事故，现今断电后磁浮列车的安全保障问题仍然没有得到 完全解决。 （3）电离强磁场对人的健康与电子产品的运行都会产生不良影响。 （4）磁浮轨道交通设计难度大，相关的设备（如车辆、道岔）尚未应用成熟，相 关配套标准少，对施工精度要求高。
图19无轨枕直连式中低速磁浮整体道床轨道结构
（2）中低速磁浮 整体道床轨道结构。 中低速磁浮整体道床 轨道结构有无轨枕直 连式和整体道床式结 构两种，如图19和图 20所示。
任务 磁浮轨道交通 4.磁浮轨道线轨道结构设计
无轨枕直连式中低速磁浮轨道结 构直接将轨道功能部件安装在轨道梁 的顶部两侧，采用了与德国常导高速 磁浮TR系统和我国上海高速磁浮线一 致的轨道功能区设计思路，轨道功能 部件主要由感应板、倒U形悬浮轨组成， 采用预埋或螺栓连接方式直接固定在 轨道梁上。
任务 磁浮轨道交通 2.磁浮轨道交通分类
2.其他分类方式 （1）按照是否使用超导材料分类。按直线电机线圈绕组是否使
用超导材料，磁浮可以分为超导磁浮和常导磁浮。 （2）按照定子长度（或牵引方式）分类。按直线电机的定子长
度的不同，磁浮可以分为长定子直线同步电机牵引的磁浮（适合高 速运行）和短定子直线异步电机驱动的磁浮（适合低速运行）。
任务 磁浮轨道交通 3.磁浮轨道线的基本原理
图17中低速磁浮列车悬浮结构示意
车体上的悬浮导向电磁铁通电时就会与铁磁性轨道之间 产生引力，使得车体向上抬起脱离轨道。
列车的牵引电机是短定子直线电机，电机初级也就是定 子，是安装在车体上的，牵引功率的转换和控制是在车上 实现的。车体上安装直线电机定子，其正下方的轨道上安 装有感应板，当定子通过三相电流后产生一个移动的磁场， 这个磁场在感应板上感应出电流和产生磁场，两个磁场相 互作用就产生了推力。
任务 磁浮轨道交通 2.磁浮轨道交通分类
1.按照运行速度分类 按列车的最高运行速度，磁浮轨道交通可以分为低
速（常速）、中速、高速和超高速磁浮轨道交通。目前 一般不严格按照此标准进行区分。一般将低速和中速磁 浮统称为中低速磁浮，而将高速和超高速磁浮统称为高 速磁浮，其特点如表1所示。
任务 磁浮轨道交通 2.磁浮轨道交通分类 表1中低速磁浮轨道交通与高速磁浮轨道交通特点对比
城 市
磁浮轨道交通
轨 道
交
通
任务 磁浮轨道交通 1.磁浮轨道交通概述
磁浮技术的研究源于德国，1922年德国工程师赫 尔曼·肯佩尔提出了电磁浮原理，1934年他申请了磁浮 列车的专利，1953年完成了科学报告《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增强，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、 英国等国家相继开始对磁浮运输系统进行开发，并取得 了令人瞩目的进展。
大类型：钢轨枕型式的中低速磁浮轨道
结构和中低速磁浮整体道床轨道结构。
（1）钢轨枕型式的中低速磁浮轨道
结构。钢轨枕型式的中低速磁浮轨道结
构（见图18）自上而下主要由感应板、F
型钢、H形钢轨枕、扣件系统、联结件 及紧固件、承轨台等部分组成。
图18钢轨枕型式的中低速磁浮轨道结构
任务 磁浮轨道交通 4.磁浮轨道线轨道结构设计
列车的导向是自动的，不需要导向电磁铁的主动控制， 这是由于安装在车体上的电磁铁铁芯和铁磁性倒U形轨道是 正对的，如果两者有一定的错位，两者间的磁力线就会产 生一个反方向的横向力，使列车回到中心线。
任务 磁浮轨道交通 4.磁浮轨道线轨道结构设计
下文以中低速磁浮轨道为例进行介
绍。中低速磁浮轨道结构形式主要有两
高速磁浮轨道交通相比中低速磁浮轨道交通工艺技术更为复杂，悬浮能耗较大， 对人体有一定的磁场影响，造价相对更高，仅适用于需要高速运行的区间。
中低速磁浮是中国具有自主知识产权的新技术，也是城市轨道交通中最先进的 技术。它具有环保、安全性高、爬坡能力强、转弯半径小、建设成本低等优点，适 用于城市市区、近距离城市间和旅游景区的交通连接，可替代轻轨和地铁，更接近 于商业运行的经济性、实用性的目标。
（3）按照导轨结构形式分类。磁浮轨道交通所使用的导轨结构 有多种形式，常用的有T形、U形、一字形和F形导轨磁浮。
任务 磁浮轨道交通 3.磁浮轨道线的基本原理
在磁浮轨道线上运行的列车， 是利用电磁系统产生的吸引力 或排斥力将车辆托起，使整个 列车悬浮在导轨上，利用电磁 力进行导向，利用直线电机将 电能直接转换成推进力来推动 列车前进的。磁浮轨道线的基 本原理如图16所示。
任务 磁浮轨道交通 1.磁浮轨道交通概述
磁浮轨道交通也称磁浮铁路，是根据电磁学原理，利用电磁铁产生的电磁力使 车辆悬浮并推动其前进的现代交通工具，如图15所示。由于它运行时悬浮于轨道之 上，因此没有轮轨摩擦，可以突破轮轨黏着极限速度的限制。
图15磁浮轨道交通 （a）上海高速磁浮轨道交通 （b）长沙中低速磁浮轨道交通
图16磁浮轨道线的基本原理
任务 磁浮轨道交通 3.磁浮轨道线的基本原理
磁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。
以中低速磁浮列车为例，列车采用环抱轨道形式，列车轨道梁两侧 为悬空的倒U形铁磁性轨道，轨道上铺设了铝质的反应极板。倒U形轨 道上反应板的正上方是安装在车体上的直线电机定子,在倒U形轨道的正 下方是固定在车体上的电磁铁（起悬浮、导向作用）。中低速磁浮列 车悬浮结构示意如图17所示。
任务 磁浮轨道交通
1.磁浮轨道交通概述
Hale Waihona Puke Baidu
与其他类型城市轨道交通相比，磁浮轨道交通的优缺点如下。
1.优点
（5）
运行成本低
（1） 运行速度高
（6） 项目建设成本低
（2）
载客量大
（7）
安全性高
（3） 转弯半径小
（8） 环保性能高
（4） 爬坡能力强
（9）
能耗低
任务 磁浮轨道交通 1.磁浮轨道交通概述
2.缺点 （1）磁浮列车的车厢不能通过转辙机变轨，不像传统轮轨列车那样，可以在不需 要移动轨道与基础的条件下通过信号操纵道岔转辙装备就能进入另外一条线路。 （2）由于磁浮系统是凭借电磁力进行悬浮、导向和驱动的，一旦断电，磁浮列车 可能发生严重的人员安全事故，现今断电后磁浮列车的安全保障问题仍然没有得到 完全解决。 （3）电离强磁场对人的健康与电子产品的运行都会产生不良影响。 （4）磁浮轨道交通设计难度大，相关的设备（如车辆、道岔）尚未应用成熟，相 关配套标准少，对施工精度要求高。
图19无轨枕直连式中低速磁浮整体道床轨道结构
（2）中低速磁浮 整体道床轨道结构。 中低速磁浮整体道床 轨道结构有无轨枕直 连式和整体道床式结 构两种，如图19和图 20所示。
任务 磁浮轨道交通 4.磁浮轨道线轨道结构设计
无轨枕直连式中低速磁浮轨道结 构直接将轨道功能部件安装在轨道梁 的顶部两侧，采用了与德国常导高速 磁浮TR系统和我国上海高速磁浮线一 致的轨道功能区设计思路，轨道功能 部件主要由感应板、倒U形悬浮轨组成， 采用预埋或螺栓连接方式直接固定在 轨道梁上。
任务 磁浮轨道交通 2.磁浮轨道交通分类
2.其他分类方式 （1）按照是否使用超导材料分类。按直线电机线圈绕组是否使
用超导材料，磁浮可以分为超导磁浮和常导磁浮。 （2）按照定子长度（或牵引方式）分类。按直线电机的定子长
度的不同，磁浮可以分为长定子直线同步电机牵引的磁浮（适合高 速运行）和短定子直线异步电机驱动的磁浮（适合低速运行）。
任务 磁浮轨道交通 3.磁浮轨道线的基本原理
图17中低速磁浮列车悬浮结构示意
车体上的悬浮导向电磁铁通电时就会与铁磁性轨道之间 产生引力，使得车体向上抬起脱离轨道。
列车的牵引电机是短定子直线电机，电机初级也就是定 子，是安装在车体上的，牵引功率的转换和控制是在车上 实现的。车体上安装直线电机定子，其正下方的轨道上安 装有感应板，当定子通过三相电流后产生一个移动的磁场， 这个磁场在感应板上感应出电流和产生磁场，两个磁场相 互作用就产生了推力。
任务 磁浮轨道交通 2.磁浮轨道交通分类
1.按照运行速度分类 按列车的最高运行速度，磁浮轨道交通可以分为低
速（常速）、中速、高速和超高速磁浮轨道交通。目前 一般不严格按照此标准进行区分。一般将低速和中速磁 浮统称为中低速磁浮，而将高速和超高速磁浮统称为高 速磁浮，其特点如表1所示。
任务 磁浮轨道交通 2.磁浮轨道交通分类 表1中低速磁浮轨道交通与高速磁浮轨道交通特点对比