磁悬浮列车的原理和应用(精)

图1
图2
图3
悬浮的原理：列车上装有超导磁体，由于悬浮而在线圈上高速前进。 这些线圈固定在铁路的底部，由于电磁感应，在线圈里产生电流 （图1），地面上线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总是保 持相同，这样在线圈和电磁体之间就会一直存在排斥力，从而使列 车悬浮起来。 前进的原理：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。正如图2所显示的，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。当列车到 达图3所标的位置时，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。
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。
磁悬浮列车的原理和应用
磁悬浮列Fra Baidu bibliotek的优点
磁悬浮列车与当今的高速列车相比，具有 许多无可比拟的优点：
1. 由于磁悬浮列车是轨道上行驶，导轨与机车之间 不存在任何实际的接触，成为“无轮”状态，故 其几乎没有轮、轨之间的摩察，时速高达几百公 里； 2. 磁悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低，其能 源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一； 3. 噪音小，当磁悬浮列车时速达300公里以上时， 噪声只有656分贝，仅相当于一个人大声地说话， 比汽车驶过的声音还小； 4. 由于它以电为动力，在轨道沿线不会排放废气， 无污染，是一种名副其实的绿色交通工具。
磁悬浮列车的原理和应用（ 我国磁悬浮列车的现状）
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。
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磁悬浮列车的原理和应用
磁悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁 铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁 具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。 科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路 运输系统上，使列车完全脱离轨道而悬浮行 驶，成为“无轮”列车，时速可达几百公里 以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”，亦称 之为“磁垫车”。
日本超导磁悬浮列车MAGLEV
超导磁悬浮列车的轨道
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磁悬浮列车的原理和应用(类型)
• 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，，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，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。