磁悬浮列车(精)
磁悬浮列车原理解析
磁悬浮列车原理解析磁悬浮列车（Maglev Train）是一种运用磁悬浮技术实现悬浮运行的列车。
与传统的轨道交通工具不同，磁悬浮列车不需要通过物理接触来提供支撑与推进力，而是依靠磁场的相互作用来实现列车的悬浮与运行。
一、磁悬浮技术概述磁悬浮技术，源于磁力学的基本原理，通过磁场的相互作用实现对物体的悬浮与推进。
磁悬浮列车主要依赖两种磁场：一是用于悬浮的吸引型磁场，二是用于推进的恒定型磁场。
二、磁悬浮列车的悬浮系统磁悬浮列车的悬浮系统主要包括悬浮磁体、悬浮轨道以及控制系统三个部分。
悬浮磁体通过产生一种与轨道相互作用的磁场，实现列车的悬浮效果。
悬浮轨道则提供与列车悬浮磁体相互协作的磁场，发挥支撑作用并保持列车的稳定悬浮。
控制系统则用于监测、调整和控制磁场参数，确保列车的平稳运行。
三、磁悬浮列车的推进系统磁悬浮列车的推进系统主要由磁悬浮电机和推进导轨组成。
磁悬浮电机是磁悬浮列车的关键部件，通过不断地改变磁场以产生力矩，推动列车前进。
推进导轨则负责提供额外的推进力和引导列车在轨道上运行。
四、磁悬浮列车的优势与应用磁悬浮列车相较于传统的轨道交通工具，具有诸多优势。
首先，相比于传统列车，磁悬浮列车的运行速度更高，甚至达到了音速以上。
其次，由于不需要物理接触，摩擦力和能量损失大大降低，运行更加平稳，噪音也较小。
此外，磁悬浮列车的环保性能出众，没有尾气排放，对环境污染较小。
磁悬浮列车广泛应用于大城市间的高速交通线路，并且在国际上也有不少示范线路。
五、磁悬浮列车的发展前景磁悬浮列车作为一种先进的交通工具，具有广阔的发展前景。
随着技术的进一步突破与应用的推广，磁悬浮列车有望成为未来城市交通的主要形式之一。
许多国家都已经开始了磁悬浮列车的研究与发展，并有意在未来建设更多的磁悬浮交通线路。
六、总结磁悬浮列车通过磁场的相互作用实现悬浮与运行，不仅具有高速、平稳、环保等诸多优势，而且有广泛应用和发展前景。
可以预见，在未来，磁悬浮列车将在世界范围内得到进一步发展与推广，为人们的生活和出行带来更为便捷与舒适的体验。
磁悬浮列车
圖四 電動力懸浮法的技術
那麼，磁浮火車是怎樣被推動的？它的基本原理很簡單。以日本 的磁浮火車為例。移動的列車帶同超導磁鐵在導槽兩邊的線圈感 應出電流，根據這些訊息，系統便會把交流電輸入導槽兩邊的推 進線圈，產生南北相间的磁極 (圖五)，對超導磁鐵造成拉力和推 力，使列車加速。
圖五 如何推動磁浮火車？
圖一 我們無法使一塊磁鐵穩定地浮在另一塊磁鐵上。 要把火車浮起並不如想像中般簡單。
真正磁悬浮火車是如何浮起來的？ 德國科學家設計了一個名為 TransrБайду номын сангаасpid 的系統， 利用了「電磁力懸浮法」(EMS) 把火車浮起 (圖二)。
圖二 Transrapid 系統的原理。
日本的科學家則利用了「電動力懸浮法」(EDS) 把火車浮起。
资料 2. 磁悬浮列车有哪些优越性能？ 速度快：常导磁悬浮可达400至500公里/小时，超 导磁悬浮可达500至600公里/小时。磁悬浮的高速度使其 在1000至1500公里的距离范围可与航空竞争。 能耗低：磁悬浮在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，比汽车小30%。 维修少：磁悬浮列车没有车轮和铁轨的接触以及与 受电弓的机械接触，震动小，舒适性好，其工作属于无磨 损运行，维修主要集中在电子技术方面，不需大量体力劳 动。 污染小：磁悬浮列车采用电力驱动，不需燃油， 这使它的发展不受能源结构，特别是燃油供应的限制；同 时，无有害气体排放，环境污染小。
磁悬浮列车
资料 1. 什么是磁悬浮列车？
磁悬浮的构想由德国工程师赫尔曼· 肯佩尔于1922年 提出。磁悬浮列车用电磁力将列车浮起而取消轮轨，采用 长定子同步直流电机将电供至地面线圈，驱动列车高速行 驶，从而取消了受电弓，实现了与地面没有接触、不带燃 料的地面飞行。世界上第一列磁悬浮列车小型模型1969年 在德国出现，日本是三年后研制成功的。到1979年，磁悬 浮列车技术创造了517公里/小时的速度纪录。目前技术已 经成熟，可进入500公里/小时实用运营的建造阶段。
什么是磁浮列车
磁浮磁悬浮的构想是由德国工程师赫尔曼·肯佩尔于１９２２年首先提磁浮磁悬浮火车包含有两项基本技术，一项是使火车悬浮起来的电磁系统，另一项是用于牵引的直线电动机。
直线电动机的原理早在１８世纪末就已经出现，形象地说，是把圆形旋转电机剖开并展成直线型的电机结构。
它依靠铺在线路上的长定子线圈极性交错变化的电磁场，根据同极相斥异极相吸的原理进行牵引。
在肯佩尔的主持下，经过漫长的研究，德国于１９７１年造出了世界上第一台功能磁浮磁悬浮火车。
磁浮磁悬浮火车按悬浮方式又分为常导型及超导型两种磁浮磁悬浮火车由车上常导电流产生电磁吸引力，吸引轨道下方的导磁体，使火车浮起。
常导型技术比较简单，由于产生的电磁吸引力相对较小，火车悬浮高度只有８到１０毫米。
这种车以德国的ＴＲ型磁悬浮火车为代表。
磁浮磁悬浮火车由车上强大的超导电流产生极强的电磁场，可使火车悬浮高达１００毫米。
超导技术相当复杂，并需屏蔽发散的强磁场。
这种车以日本山梨线的ＭＬＸ型车为代表。
磁浮磁悬浮的优势与劣势优势速度高磁浮磁悬浮可达４００—５００公里／小时磁浮磁悬浮可达５００—６００公里／小时。
轮轨高速的最高运营速度一般认为不宜超过４００公里／磁浮磁悬浮的高速度使其在１０００至１５００公里的距离范围可与航空竞争,火车时刻表将因此改写。
能耗低据德国资料，在３００公里／小时的速磁浮磁悬浮比ＩＣＥ３高速轮轨能耗少２８％。
维磁浮磁悬浮火车属于无磨损运行，要维修的主要是电气设备。
随着电子工业的发展，器件可靠性将不断提高。
无污染采用电力驱动，无需燃油，无有害气体排放。
此外还有噪音小（在速度较低时极明显）、乘坐舒适、爬坡能力强、通过的曲线半径小、加速减速快等优点。
劣势风险大在工程应用中没有实例可供借鉴，所以风险很大。
德国建成的３１·５公里长的试验线，原计划投资１·５亿马克，后来包括研究经费在内，竟追加至７·８亿马克。
柏林—汉堡线１９９７年预算为８９亿马克，第二年就追加１０％，达到９８亿马克。
磁悬浮列车
磁悬浮列车一、磁悬浮列车的定义磁悬浮列车是以超导电磁铁相斥原理建设的铁路运输系统。
区别于通常的轮轨黏着式铁路。
其最高时速可以达到350～500km。
英文名称为maglev train或magnetic suspension train。
磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车。
由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。
磁悬浮列车的最高速度可以达每小时500公里以上，比轮轨高速列车的300多公里还要快。
二、磁悬浮列车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，并使导轨钢板的排斥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。
磁悬浮列车的原理及其在交通中的应用
磁悬浮列车的原理及其在交通中的应用磁悬浮列车 (Maglev) 是指一种运用磁悬浮原理运行的高速列车，它不像传统的铁轨列车需要依靠轨道与轮轴来支撑重量，而是靠车体上的磁体产生的磁场与轨道上的电磁场互相作用，从而悬浮在空中，并且无需接地电压。
因为不需要接触轨道，磁悬浮列车不会受到轨道阻力限制，是目前世界上最快的交通工具之一。
本文将详细介绍磁悬浮列车的原理及其在交通中的应用。
一、磁悬浮列车的原理磁悬浮列车的悬浮系统由车体上方的电磁悬浮体系和地面上的电磁轨道系统两部分组成。
周围的磁场通过电磁悬浮体系产生，并通过电磁轨道系统传输。
当电动车进入电磁轨道系统后，车体上的电磁体系向地面电磁轨道系统产生磁场，产生上下两个方向的力，从而产生悬浮效果。
在速度达到一定的水平后，电磁悬浮体系将向前方面向地面电磁轨道系统产生力，从而使车辆向前移动。
由于与轨道无摩擦，车辆将以相对于轨道的同步速度前进。
整个过程中，电磁悬浮体系在不断地不断的移动和修正位置，以保证车辆的平衡。
在高速运行过程中，车体需要随时保持适当的间隙与轨道的距离，这一通过反馈机制和控制系统实现。
二、磁悬浮列车的应用磁悬浮列车是具有很高的速度和运输效率的交通工具，目前已被广泛应用于周边社区、飞机场和城市间的交通中。
以下是磁悬浮列车的应用。
1.城市轨道交通由于高速图库的使用成本相对较低，并且减少了对设施的需求，在城市轨道交通上的使用相对于其他轨道交通系统更加势头增长。
2.连接机场和城市磁悬浮列车也是连接机场和城市的交通工具之一，因为它可以以高速的方式将乘客安全快速准时地送达机场。
3.城市间快速交通跨越城市的长途旅行是城市间快速交通的一个重要领域。
磁悬浮列车可以在不同城市之间跑百公里，不需要为列车提供燃油，而且因为空气阻力相对较低，它的速度较快，可以缩短旅行时间。
三、磁悬浮列车的优缺点磁悬浮列车具有许多有利的优点，但也存在一些不足之处。
1.优点首先，磁悬浮列车不需要接触轨道，因此不会受到噪音、振动和风险等传统轨道列车的先天限制。
磁浮列车
常导磁吸式(EMS)利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁铁(悬浮电磁铁)和铺设在线路导轨上的磁铁，在磁 场作用下产生的吸引力使车辆浮起，见图二中的图2所示。车辆和轨面之间的间隙与吸引力的大小成反比。为了保 证这种悬浮的可靠性和列车运行的平稳，使直线电机有较高的功率，必须精确地控制电磁铁中的电流，使磁场保 持稳定的强度和悬浮力，使车体与导轨之间保持大约10 mm的间隙。
超导磁斥式的导向系统可以采用以下 3种方式构成: ①在车辆上安装机械导向装置实现列车导向。这种装置 通常采用车辆上的侧向导向辅助轮，使之与导向轨侧面相互作用(滚动摩擦)以产生复原力，这个力与列车沿曲线 运行时产生的侧向力相平衡，从而使列车沿着导向轨中心线运行。②在车辆上安装专用的导向超导磁铁，使之与 导向轨侧向的地面线圈和金属带产生磁斥力，该力与列车的侧向作用力相平衡，使列车保持正确的运行方向。这 种导向方式避免了机械摩擦，只要控制侧向地面导向线圈中的电流，就可以使列车保持一定的侧向间隙。 ③利用 磁力进行导引的“零磁通量”导向系铺设“8”字形的封闭线圈。当列车上设置的超导磁体位于该线圈的对称中心 线上时，线圈内的磁场为零；而当列车产生侧向位移时，“8”字形的线圈内磁场为零，并产生一个反作用力以平 衡列车的侧向力，使列车回到线路中心线的位置。
磁悬浮列车日本从1962年开始研究常导型磁悬浮列车,后来由于超导技术的发展,日本从70年代开始转向研究 超导型磁悬浮列车。1972年12月在宫崎磁悬浮铁路试验线上,时速达到了204 km/ h。1979年12月又进一步提高 到517 km/ h。1982年 11月,磁悬浮列车的载人试验获得成功。1995年载人磁悬浮列车试验时的时速高达 411km/h。1997年12月在山梨县的试验线上创造出时速为550km/h的世界最高记录。最高时速与试验线的长度有 关,德国的试验线两端是环形的,直线部分只有约7km,日本的试验线是直线且很长,故能达到较高的时速。
磁悬浮列车
2000年，中国西南交通大学磁悬浮列车与磁浮技术研究所研制成功世 界首辆高温超导载人磁悬浮实验车。
2001年于中国上海浦东国际机场至地铁龙阳路站兴建磁悬浮列车系统， 并于2002年正式启用。
2003年，四川成都青山磁悬浮列车线完工，该磁悬浮试验轨道长420 米，主要针对观光游客，票价低于出租轿车费。
时间越长，效益会更明显。因为，磁悬浮列车的路轨寿命可达80 年，而普通路轨只有60年。磁悬浮列车车辆的寿命是35年，轮轨 列车是20至25年。此外，磁悬浮列车的年运行维修费仅为总投资 的1.2%，而轮轨列车高达4.4%。磁悬浮高速列车的运行和维修成 本约是轮轨高速列车的1/4。磁悬浮列车和轮轨列车乘客票价的 成本比约为1:2.8。
磁 悬 浮 推进系统 磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理 列 车
导向系统
控制稳定性 “常导型磁吸式”导向系统，是在列车侧面安装
一组专门用于导向的电磁铁
磁悬浮技术的原理：
磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器 4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。 假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离 其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移， 作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然 后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流 在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位 置。因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能 处于稳定的平衡状态。
2005年5月，中国自行研制的“中华06号”吊轨永磁悬浮列车于大连 亮相，据称其速度可达每小时400公里。
2005年5月，中国自行研制的“中华06号”吊轨永磁悬浮列车于大连 亮相，据称其速度可达每小时400公里。
磁悬浮列车原理解析
磁悬浮列车原理解析磁悬浮列车（Maglev train）是一种基于磁浮技术的高速交通工具，通过磁力将列车悬浮在轨道上运行。
相比于传统的火车或地铁，磁悬浮列车具有更高的速度和更平稳的行驶体验。
本文将对磁悬浮列车的原理进行解析。
一、电磁悬浮原理磁悬浮列车的悬浮系统采用电磁悬浮技术，利用相互作用的磁力将列车悬浮在轨道上。
悬浮系统由车体上的磁体和轨道上的导向磁铁组成。
当列车在轨道上运行时，车体上的磁体会产生一个向下的磁力，与导向磁铁上的磁力相互作用，将列车悬浮起来。
二、线圈感应原理磁悬浮列车的动力系统采用线圈感应原理，即利用感应电流产生磁场来驱动列车运行。
在轨道上埋设有一系列的线圈，称为牵引线圈。
当列车通过牵引线圈时，线圈内会产生一种交变磁场，这个磁场会感应到列车底部的电磁铁。
根据洛伦兹力的原理，当电磁铁受到磁场的作用时，会产生一个向前或向后的推力，从而驱动列车运行。
三、磁悬浮列车的优势1.高速：磁悬浮列车具有较高的运行速度，可以达到每小时500公里以上的速度，远远超过传统轨道交通工具。
2.平稳：由于悬浮在轨道上，磁悬浮列车行驶过程中几乎没有摩擦，所以行驶过程更加平稳，乘坐体验更好。
3.环保：磁悬浮列车采用线圈感应原理，无需燃料燃烧，不会产生尾气排放，对环境更加友好。
4.安全：磁悬浮列车利用磁力悬浮和线圈感应原理驱动，不存在传统轨道交通事故中的脱轨和碰撞危险。
四、磁悬浮列车的应用目前，磁悬浮列车已经在世界各地得到广泛应用。
例如，中国的上海磁浮列车是目前世界上商业运营最长的磁悬浮列车线路，连接着浦东机场和市区；日本的长崎磁浮线路是世界上首条商业运营的磁浮列车线路；德国的Transrapid磁浮列车是第一代商业化运营的磁悬浮列车系统。
五、磁悬浮列车的发展前景随着科技的不断进步，磁悬浮列车的发展前景非常广阔。
磁悬浮列车具有高速、平稳、环保、安全等优势，可以应用于城市快速交通系统和长距离高速铁路系统中。
而且，磁悬浮技术的不断创新也将进一步提高磁悬浮列车的性能，并拓展其更多的应用领域。
磁悬浮列车的原理及应用
磁悬浮列车的原理及应用磁悬浮列车的概述磁悬浮列车（Maglev train）是一种利用磁力悬浮和推进原理运行的高速列车。
磁悬浮列车与传统轨道交通相比，具有更高的运行速度、更低的能耗、更低的噪音和更少的环境污染。
磁悬浮列车的应用在世界各地得到了越来越广泛的关注和采用。
磁悬浮列车的原理磁悬浮列车的运行原理主要包括磁悬浮和推进两个方面。
磁悬浮通过磁力使列车悬浮在轨道上，减少了与轨道的摩擦。
推进则是利用电力将列车从静止状态加速到运行速度。
磁悬浮原理磁悬浮列车的轨道上布满了一系列的电磁铁，这些电磁铁产生的磁场与列车上的磁性元件相互作用，使列车悬浮在轨道上。
这种悬浮方式可以减少与轨道的接触面积，从而减少了能量损耗和摩擦，提高了运行速度。
推进原理磁悬浮列车的推进是通过电磁力来实现的。
轨道上的电磁铁会产生一个与列车上的线圈相互作用的电磁场，从而产生推进力。
列车通过控制线圈的电流来改变推进力，从而实现加速和减速。
磁悬浮列车的应用磁悬浮列车作为一种新型的高速交通工具，在许多领域中得到了广泛的应用。
高速铁路磁悬浮列车被广泛应用于高速铁路系统中，可以实现更高的运行速度和更大的运输能力。
磁悬浮列车可以减少能量损耗和轨道磨损，提高系统的效率和可靠性。
城市交通在城市交通领域，磁悬浮列车可以解决交通拥堵问题。
磁悬浮列车没有轨道，可以根据需要进行线路调整和扩建，适应城市交通的变化。
同时，磁悬浮列车的高运行速度和悬浮特性可以提高公共交通的效率和舒适性。
特殊用途磁悬浮列车还可以应用于特殊领域，如矿山运输和空军基地的运输。
磁悬浮列车在矿山运输中可以降低对地下资源的破坏和环境污染。
在空军基地中，磁悬浮列车可以实现快速的物资和人员运输。
磁悬浮列车的优势磁悬浮列车相比传统轨道交通具有多个显著优势。
1.高速运行：磁悬浮列车可以达到很高的运行速度，最高可达到数百公里每小时。
2.低能耗：由于减少了与轨道的摩擦，磁悬浮列车的能耗较低。
3.低噪音：磁悬浮列车的电动机噪音较低，对周围居民的生活没有明显影响。
磁悬浮列车
磁悬浮的工作原理
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。
磁悬浮的类型
• 常导型
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。
超导型
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。
磁悬浮的优点及缺点
优点： 总的来说，磁悬浮列车具有高速，低噪 音，环保，经济和舒适等特点。
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• 带来交通运输划时代变革 • 真空管道磁悬浮技术的意义，类似于当初蒸汽 机取代马力，将带来划时代的变革。民航、铁路运 输将被大面积取代，人类将进入更清洁、高效的旅 行时代。 • 为了解决建造和运行中的难题，张耀平和他的 团队日以继夜地工作，“真空管道中的隔离室”、 “一种真空管道运输系统中磁悬浮车与车站间的对 接装置”、“一种用于真空管道系统中的密封门” 、“真空管道高速交通运行抽气系统”等专利相继 问世。 • 张耀平认为，目前科研项目唯一的需要，就是 要从国家层面统筹建造第一条实验线路，“要有建 设三峡大坝和开发大飞机、长征火箭项目的魄力， 这个项目无法由某一高校、公司或单位单独完成， 但一旦完成，中国将在技术革命中占据主导地位。 ”
上海磁悬浮列车专线西起上海轨道交通2号线的龙阳路站，东至上海浦东国际机场， 专线全长29．863公里。由中德两国合作开发的世界第一条磁悬浮商运线2001年3月 1日在浦东挖下第一铲，2002年12月31日全线试运行，2003年1月4日正式开始商业 运营。是世界第一条商业运营的磁悬浮专线。
磁悬浮列车(阅读资料)
磁悬浮列车磁悬浮列车总概：你一定听说过磁悬浮列车(如右图)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，就拿作者本人来说吧，家住西安，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。
什么是磁悬浮列车？和高铁有什么不同？
什么是磁悬浮列车？和高铁有什么不同？磁悬浮列车，是一种靠磁悬浮力来推动的列车。
那什么又是磁悬浮力呢？磁悬浮力是指磁的排斥力和吸引力。
这是20世纪的一项技术发明。
德国是最早研究这项技术的国家，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。
高铁：就是高速铁路，是指通过改造原有线路（直线化、轨距标准化），使营运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。
磁悬浮：其实是高铁的一个类型。
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。
磁悬浮列车的工作原理是利用的磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，让磁铁与地心引力对抗，从而使得车辆悬浮起来（一般情况下，不超过一厘米），然后利用磁力引导，推动列车前行。
时速可达到几百公里以上。
磁浮列车是利用电磁力让车体悬浮在轨道之上，并通过电磁力推动车辆运行的交通工具。
磁浮列车在运行过程中不与地面接触，消除了轮轨系统才有的摩擦阻力，可以达到很高的速度。
磁浮列车的速度差异很大，时速小于120公里的属于低速（常速）磁浮；时速大于120公里但是小于200公里的中速磁浮；时速大于200公里但是小于350公里属于高速磁浮；当时速大于350公里的时候就划归到超高速磁悬浮范畴。
一般在城市轨道交通领域，中低速磁悬浮技术是最佳的选择。
磁悬浮列车时速这么高，那么为什么没有被普遍推广呢？其原因主要由以下几点：第一，磁悬浮线路造价非常高，上海浦东机场这条线的磁悬浮列车，总投资为人民币几十亿元。
第二，磁悬浮列车上很难推互联网。
而高铁便相对容易很多。
第三，高铁的轮轨技术实现突破之后，磁悬浮的优势不是那么明显了，因为高铁的时速已经可达380公里。
高铁是高速轮轨，基本所有火车都能上线运行。
磁悬浮列车
磁悬浮列车原理一种利用磁铁吸引力使车辆浮起来的常导型（也称常导磁吸型）磁悬浮列车（以德国为代表），用的是“T”形导轨，车辆的两侧下部向导轨的两边环抱。
在车辆的下部的内翻部分面上装有磁力强大的电磁铁，导轨底部设有钢板。
钢板在上，电磁铁在下。
所谓电磁铁，就是一个金属线圈，当电流流经线圈时，能产生磁力吸引钢板，因而车辆被向上抬举。
当吸引力与车辆重力平衡，车辆就可悬浮在导轨上方的一定高度上。
改变电流，也就改变磁场强度，使悬浮的高度得到调整另一种采用相斥磁力使车辆浮起的超导型（也称超导磁斥型）磁悬浮列车（以日本为代表）。
它的轨道是“U”形的。
当列车向前运动时，车辆下面的电磁铁就使埋在轨道内的线圈中感应出电流，使轨道内线圈也变成了电磁铁，而且它与车辆下的磁铁产生相斥的磁力，把车辆向上推离轨道。
利用相斥磁力悬浮的列车，一开动很快就可以加速到时速50公里，跑了50—60米的距离之后，便在轨道上悬浮起来。
列车沿着地面越“飞”越快，目前最高可以达每小时550公里(理论上可以到更高速)。
磁悬浮列车的发展，将使地面交通发生革命性的变化。
它速度快，运行安全、平稳舒适、低噪声，可以实现全自动化运行。
磁悬浮的种类目前世界上有2种类型的磁悬浮：∙以日本为代表的超导电磁悬浮。
（同名磁极互相排斥）∙以德国为代表的常导电磁悬浮。
（异名磁极互相吸引）磁悬浮列车系统结构磁悬浮技术分为轨道、车辆、牵引、运行控制四大系统，有16项核心技术。
德国、中国与日本为世界上能研制和开发磁悬浮列车的三个国家。
例、如图是上海磁浮列车的悬浮原理图，请在右侧放大的图中画出轨道下方的车厢线圈的绕线。
【思路分析】：本题很多学生会想到同名磁极相互排斥，所以车体离开轨道，而我国的磁悬浮列车采用的是异名磁极相互吸引的原理。
28.《磁悬浮列车》（课件）-2021-2022学年五年级科学下册
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
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
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1011Βιβλιοθήκη 1213磁悬浮列车的悬浮原理
磁悬浮列车到底是怎样“浮”起来并向前推进的呢？让我们首先来看一下它 的上浮原理。磁悬浮列车的底部装有悬浮电磁铁，它是由电动机中的转子部 件充当的，而在导轨上也相应的固定着电磁导轨（由磁铁材料制造）。向导 轨通电后，由于电磁感应现象，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，车体受到吸引力与重力的共同作用而保持平衡。当然 自然界的电磁感应现象有两种——同名磁极相互排斥和异名磁极相互吸引， 而我们这儿运用的为吸引作用。在电磁导轨的吸引作用下，车体逐渐抬升， 便与导轨间产生了空隙。不过车体也不能抬升得过分，否则就要与导轨相撞 了，所以我们便要通过控制悬浮磁铁中的电流大小来控制吸引力不能过大。 同样，在侧面装有侧向电磁体（车体上）与侧向导轨（路轨上），它们之间 的磁极极性相反，故互相吸引，使车体不至于与导轨碰撞，并使列车行驶时 保持稳定不翻车。以上便是磁悬浮列车能够不与导轨接触而产生阻力的原因 了。
超导磁悬浮列车由车上强大的超导电流产生极强的电磁场，可使列车悬浮高达１００毫米。超导技术相当复杂，
并需屏蔽发散的强磁场。这种车以日本山梨线的ＭＬＸ型车为代表
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磁悬浮列车是未来重要的新型交通工具,它没有轮子,具有快速,无冲击振动,无噪 声, 运行安全,检修量小等特点。本展品向观众介绍这种列车的特点并体验感受。
磁悬浮列车科技名词定义
磁悬浮列车科技名词定义中文名称：磁悬浮列车英文名称：maglev train;magnetic suspension train 定义：以超导电磁铁相斥原理建设的铁路运输系统。
区别于通常的轮轨黏着式铁路。
其最高时速可以达到350～500km。
应用学科：地理学（一级学科）；经济地理学（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车。
由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。
磁悬浮列车的最高速度可以达每小时500公里以上，比轮轨高速列车的300多公里还要快速。
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。
1970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、日本等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。
工作原理磁悬浮列车利用“同名磁日本JR磁悬浮MLX01-2实验车极相斥，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，并使导轨钢板的排斥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，在位于轨道两侧的磁悬浮列车线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。
磁悬浮列车
磁悬浮列车原理1.工作原理磁悬浮列车利用电磁体“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2.分类（1）按电磁铁种类磁悬浮列车根据所采用的电磁铁种类可以分为常导和超导两大类（2）按悬浮方式磁悬浮列车分为电磁吸引式悬浮（EMS）和永磁力悬浮（PRS）及感应斥力悬浮（EDS）。
EMS该方式利用导磁材料与电磁铁之间的吸引力，绝大部分悬浮采用此方式。
PRS这是一种最简单的方案，利用永久磁铁同极间的斥力，其缺点是横向位移的不稳定因素。
EDS依靠励磁线圈和短路线圈的相对运动得到斥力，所以列车要有足够的速度才能悬浮起来，大约为100km/h，它不适用于低速3.结构分析磁悬浮车辆结构主要是由车体（也称为车厢）夹层结构和悬浮架组成。
车厢与走行机构的悬浮架之间通过二系悬挂以及牵引拉杆相互连接。
夹层要连接车厢和安装走行机构，以及安装信号和电力设备等。
悬浮架是车辆的走行机构，其作用是装载电磁铁，且将悬浮力、导向力、牵引力和制动力通过二系悬挂系统传递给车厢。
结构如图所示4.载荷分析磁悬浮车辆的整个模型可以认为包括 6 个自由度 , 即车厢的3 个位移自由度和夹层结构的3 个位移自由度。
通常体坐标系定义如下: X 轴代表磁悬浮车辆沿轨道前进的方向，相切于轨道的表面；Y 轴在导轨平面内，从车辆的右向左，相切于轨道的表面；Z 轴完全是遵循右手法则，垂直于导轨的表面。
vB=(u,v,w)B和wB=(p,q,r)B分别代表车辆车体结构的速度和角速度（这里主要用车体说明，夹层结构的速度和角速度也可以如此表示，如vC和ωC。
)下角标B表示体坐标系、在行驶过程中，空调等动力源由于高速回转会产生剧烈的振动，将成为激励源。
如果不忽略这些动力源引起的振动成分，最后得到的磁悬浮车辆激励源就是轨道激励和动力总成激励的共同作用的结果。
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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，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，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。
驱动原理
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电磁波， 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。
超导磁斥型
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，悬浮间隙较大，一般为 100mm左右，速度可达500km/h以上。
随着超导和高温超导热的出现，推动了超 导磁悬浮列车的研制。这种超导磁悬浮列 车利用超导磁石使车体上浮，通过周期性 地变换磁极方向而获得推进动力。 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。
磁悬浮列车综述（二）
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436km/h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550km/h的 世界最高纪录。
磁悬浮列车综述（三）
磁悬浮列车的种类
磁悬浮列车的优点
目前存在的技术问题
磁悬浮列车综述（一）
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。 70年代以后，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。
磁悬浮列车
相关内容
一、电磁感应现象 二、法拉第电磁感应定律 三、楞次定律 四、超导现象
电磁感应现象
无论采用什么方式，只要引起穿 过闭合回路的磁通量发生变化， 回路中一定产生感应电流，电流 大小由回路电阻和感应电动势的 大小决定。
法拉第电磁感应定律
电路中感应电动势的大小，跟穿 过这一电路的磁通量的变化率成 正比。 E=n/t
磁悬浮列车的优点
一、快速 二、低耗、经济 三、舒适、安全 四、无污染 五、爬坡能力强
汽车的速度为50-150km/h，高速列车 为250-350km / h； 常导磁悬浮列车可达400-500km/h 超导磁悬浮列车可达500-600km/h。 它的高速度使其在1000至1500公里之 间的旅行距离中比乘坐飞机更优越。
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； 它的磁感应强度非常低，与地球磁场相当， 远低于家用电器。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。 磁悬浮列车一般以4.5米以上的高架通过平 地或翻越山丘，从而避免了开山挖沟对生 态环境造成的破坏。
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%。
目前存在的技术问题
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。 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。 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。
楞次定律
感应电流的磁场总是要阻碍引起 感应电流的磁通量的变化。
超导现象
金属的电阻率随温度的降低而减小。 有些物质当温度降低到绝对零度附近 时，它们的电阻率回突然减小到无法 测量的程度，可以认为它们的电阻突 然变为零。 当电流通过超导材料时，电路中几乎 没有电能的损失，同时电路中将产生 强磁场。
什么是磁悬浮
磁悬浮列车的种类
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种类。 常导磁吸型和超导磁斥型 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。
常导磁吸型
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，悬浮的间隙较小，一般 为10mm左右。常导型高速磁悬浮列 车的速度可达400～500km/h，适合于 城市间的长距离快速运输。
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（一）
由于没有轮子、无磨擦等因素，运行 成本和能耗低是它的又一优点。其能 源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分 之一； 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。
磁悬浮列车在路轨上运行，按飞机的防火标 准实行配置。 它的车厢下端像伸出了两排弯曲的胳膊，将 路轨紧紧搂住，绝对不可能出轨。 列车运行的动力来自固定在路轨两侧的电磁 流，同一区域内的电磁流强度相同，不可能 出现几辆列车速度不同或相向而动的现象， 从而排除了列车追尾或相撞的可能。 列车的整个安全系统可以相互检测，自动替 补，这在其它交通工具是不具备的，因而它 是一种高安全度的交通工具。
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─15mm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。
驱动原理
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。 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，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。
稍有物理知识的人都知道：把两块磁 铁相同的一极靠近，它们就相互排斥， 反之，把相反的一极靠近，它们就互 相吸引。 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，大大减小运行阻力，达到高速 运行的目的。
磁悬浮列车的原理（二）
磁悬浮列车采用长定子同步直流电机将 电供至地面线圈，驱动列车高速行驶。 磁悬浮列车主要依靠电磁力来实现传统 铁路中的支撑、导向、牵引和制动功能。 列车在运行过程中，与轨道保持一定距 离，处于一种“若即若离”的状态。