磁浮城轨交通车辆

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2 磁浮列车的分类
（2）按悬浮方式分为电磁吸引式悬浮、永磁力悬浮及感应力斥力悬浮
①电磁吸引式悬浮。该方式利用导磁材料与电磁铁之间的吸引力 实现悬浮，绝大部分悬浮采用此方式。
②永磁力悬浮。这是一种最简单的方案，它利用永久磁铁同极间 的斥力实现悬浮，一般产生的斥力为0.1 MPa。其缺点为存在横向位 移的不稳定因素。
项目
Hale Waihona Puke Baidu
磁浮城轨交通 车辆
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1 磁浮列车的发展史
磁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浮原理，他在1934年申请了磁浮列车的专 利。20世纪70年代后，随着世界工业化国家经济实力的不断增 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、英国等国家相继开始筹划进行磁浮运输 系统的开发。而美国、苏联等则分别在20世纪七八十年代放弃了 这项研究计划，目前只有德国和日本等国仍在继续进行磁浮系统 的研究，并均取得了令世人瞩目的进展。
③感应力斥力悬浮。这种方式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，所需速度大约 为100 km/h，它不适用于低速。
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2 磁浮列车的分类
（3）按列车的驱动方式分为长转子、短定子异步直线电机驱动和长定子、短转子同步直线电机驱动。
①长转子、短定子异步直线电机驱动。这种电机的“定 子”线圈安装在车辆的底部，“转子”线圈安装在轨道上 ，它适合于低速运行。
②超导磁斥型。超导磁斥型磁浮列车是利用超导磁铁和低温技术来实现列 车与线路之间的悬浮运行的。其悬浮间隙大小一般在100 mm左右，这种磁浮 列车在低速时并不悬浮，当速度达到100 km/h时才悬浮起来。它的最高运行 速度可以达到1 000 km/h，当然其建造技术和成本要比常导磁吸型磁浮列车 高得多。
修建的磁浮铁路试验线，其首期18.4 km长的试验线于1996年全部建设完成 。
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1 磁浮列车的发展史
德国对磁浮铁路的研究始于1968年。研究初期，常导和超导并重。 1977年，德国先后分别研制出了常导电磁铁吸引式和超导电磁铁相斥式试验
车辆，试验时的最高速度达到400 km/h，因超导磁浮铁路所需的技术水平 太高，短期内难以取得较大进展，遂决定以后只集中力量发展常导磁浮铁路 1978年，德国决定在埃娒斯兰德修建全长31.5 km的试验线 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300 km/h 1984年又进一步增至400 km/h 目前，德国在常导磁浮铁路研究方面的技术已趋成熟
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3 磁浮列车的原理
1.悬浮原理
常导磁吸式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，如图8-6所示。这种悬浮方式不需要 设置专用的着地支撑装置和辅助的着地车轮，对控制系统的 要求也可以稍低一些。
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在1995年，这趟一度是世界上唯一从事商业运营的磁浮列车在运行了11 年之后被宣布停止营业，其运送乘客的任务被机场班车所取代。
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2 磁浮列车的分类
（1）按电磁铁的种类可以分为常导磁吸型和超导磁斥型
①常导磁吸型。常导磁吸型磁浮列车以常导磁铁和导轨作为导磁体，用气 隙传感器来调节列车与线路之间的悬浮间隙大小。一般情况下，其悬浮间隙大 小在10 mm左右，这种磁浮列车的运行速度通常在300～500 km/h范围内， 适合于城际及市郊的交通运输。
图8-6 常导磁吸式磁浮原理
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3 磁浮列车的原理
1.悬浮原理
超导磁斥式在车辆底部安装超导磁体（放在液态氦储 存槽内），在轨道两侧铺设一系列铝环线圈。超导磁斥力 就是利用置于车辆上的超导磁体与铺设在轨道上的无源线 圈之间的相对运动，来产生悬浮力将车体抬起来的，如图 8-7所示。
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图8-7 超导磁斥式磁浮原理
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3 磁浮列车的原理
2.导向原理
磁浮列车利用电磁力的作用进行导向，现按照常导磁吸式的导向 系统和超导磁斥式的导向系统进行简要的介绍。
（1）常导磁吸式的导向系统。常导磁吸式的导向系统与悬浮系 统类似，是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。车体与导 向轨侧面之间保持一定间隙，当车辆左右偏移时，车上的导向电磁 铁与导向轨的侧面相互作用，使车辆恢复到正常位置。控制系统通 过对导向磁铁中的电流进行控制来保持这一侧向间隙，从而达到控 制列车运行方向的目的。
②长定子、短转子同步直线电机驱动。此方式是将电机 的“转子”线圈装在车辆上，“定子”线圈装在轨道上， 它适合于高速运行。
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3 磁浮列车的原理
1.悬浮原理
由于磁铁存在同性相斥和异性相吸，故磁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。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，以此控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10 ～15 mm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。
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图8-5 磁浮列车
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1 磁浮列车的发展史
日本于1962年开始研究常导磁浮铁路 20世纪70年代初开始转而研究超导磁浮铁路 1972年，首次成功地完成了2.2 t重的超导磁浮列车试验，其速度达到50
km/h 1977年12月，在宫琦磁浮铁路试验线上，列车最高速度达到了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速度达到了411 km/h。东京至大阪间
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1 磁浮列车的发展史
与日本和德国相比，英国对磁浮铁路的研究起步较晚，从1973年才开始 。但是，英国则是最早将磁浮铁路投入商业运营的国家之一。
1984年4月，伯明翰机场至英特纳雄耐尔车站之间一条600 m长的磁浮 铁路正式通车营业。乘客乘坐磁浮列车从伯明翰机场至英特纳雄耐尔车 站仅需90 s。