中低速磁浮交通概述最新

迄今为止，对磁浮铁路进行过研究的国家主要有日 本、德国、英国、加拿大、美国、韩国、前苏联和 中国。当前以日本和德国处于领先的地位，而美国 和前苏联则分别在七八十年代放弃了研究计划。下 面把各主要国家对磁浮铁路的研究情况作一简要介 绍。

德国对磁浮铁路的研究始于1968年(当时的联邦德国)。 研究初期，常导和超导并重，到1977年，先后分别研 制出常导电磁铁吸引式和超导电磁铁相斥式试验车辆， 试验时的最高时速达到400公里。后来经过分析比较认 为，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，决定在埃姆斯兰德修建全长31.5公里的试验 线，并于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年底达到每小时300 公里，1984年又进一步增至400公里。目前，德国在 常导磁浮铁路研究方面的技术已趋成熟，德国政府已决 定在汉堡至柏林之间修建一条292公里长的磁浮铁路。 该铁路将于1998年底开始动工，计划在2005年正式投 入运营。




4、运行安全可靠 •列车“包”在轨道上运行，无脱轨危险； •列车、线路、供电、运行控制系统采用地铁、轻 轨相同或类似技术，安全可靠性高； •采用电制动、机械制动、“落车”辅助制动三重 制动方式，有充分的安全保障。







5、建设、维护成本低 •线路适应性强、噪音低，降低征地、拆迁、噪音防护 成本； •拥有自主知识产权，实现国产化生产，可大幅度降低 车辆造价； •车体轻、无振动、均载受力，桥梁和基础造价低； •车辆和轨道无接触，无机械传动系统，机械维修量小。 6、运营效益好 •运输效率高，每小时单方向运量3.2万人次； •低噪音、转弯半径小，车站可设在人流密集区； •车站建设可与物业开发结合；

磁浮技术起源于德国，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、 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。
HSST-High Speed Surface Transport



中低速磁浮的开发是从1974年初开始。当时在计划修 建的成田新东京国际机场离市中心大约65公里，是世 界上离市中心较远的机场之一。 因此在日本航空对机场进行计划的时候就包括了附属设 施的问题。为了缩短到机场的交通时间对一些设备进行 了调查，当时原西德开发的磁浮列车（TR-04系统）令 人瞩目。 因为成田机场建成的时间已经迫近，所以进行长时间的 技术开发是不允许的，就是说使用尖端技术的系统是不 适当的，在考虑了日本的实际情况后，必须选择环保的 交通工具。此外，作为机场的附属设施，也没有必要超 高速的机车，能够达到当时的新干线的速度 （210km/h）的程度就足够了。

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日本常导 日本的HSST系统磁浮列车最初是由日航投资成立HSST 公司研究开发，希望用于机场到市区的快速轨道交通， 后又与其它股东联合开发。1974年4月，小型磁浮试验 装置的浮起试验成功，1975年试制成电磁支承和导向 的第一辆试验车HSST-01，1978年向公众展出了 HSST-02号车，最高速度约为100km/h，总共有9个 座位，为了改善舒适性，在车厢和悬浮架之间采用了二 系弹簧悬挂系统，从1983年到1989年，HSST-03到 HSST-05型车相继投入试验。
目前德国掌握技术， 日本正在进行研发。
目前日本、韩国和中国 掌握技术，美国正在进 行研发。



1、噪声低、环保性能好 •车体和轨道不接触，运行噪声低，距离10米处小 于64dB（轻轨92dB）； •无磨耗，无粉尘污染； •无电磁辐射污染，无废气排放。 磁浮列车电磁辐射对环境的影响较小，电磁辐射强 度均低于世界卫生组织推荐的国际非电离辐射防护 委员会（ICNIRP）公布的国际标准。根据 中科院 电工所检 测报告：直流磁场强度小于正常看电视时 对人体的影响；交流磁场强度小于使用电剃须刀时 对人体的影响。

定义：磁浮列车是一种采用磁力达到无接触的悬浮、 导向和驱动的地面车辆系统。 特点：磁浮列车作为一种新型的地面交通工具已从 实验阶段走向了商业运营，并且有速度快、爬坡能 力强、能耗低、运行时噪音小、安全舒适、不燃油、 污染少等优点。 它从根本上克服了传统列车轮轨粘着限制、机械噪 音和磨损等问题，成为了人们梦寐以求的理想陆上 交通工具。




磁浮列车从悬浮机理上可分为: 电磁悬浮（EMS，electromagnetic suspension） 以德国的Transrapid简称TR08型和日本的 HSST100L型磁浮列车为代表 电动悬浮（EDS，electrodynamic suspension） 两种。 以日本的MLX型超导磁浮列车为代表。





课程重点突出中低速磁浮的工程化应用和实际问题 教学采用师生互动的形式 第一、二节课讲课，第三节课提出问题并解答 第五、六讲对中低速磁浮的关键技术和进一步探索 的技术进行重点讨论 拿出一两个关键的机构进行实际设计和改进，加强 实际的工作能力。 安装CATIA V5R19，初步了解和使用。
SMTDC Dec. 11, 2001
驱动 支承 驱动 支承

德国、日本、美国、韩国、中国等国家都在积极地 研究磁浮列车技术，并且已经取得了较大的进展。 以EMS型磁浮列车为代表的德国和以EDS型磁浮列 车为代表的日本，其磁浮铁路系统目前达到或接近 应用水平：分别为德国的TR常导吸力型磁浮列车， 日本的MLX超导斥力型磁浮列车和HSST常导吸力 型磁浮列车。我国各个单位正在研制的磁浮列车属 于常导电磁吸力悬浮型。

中低速磁浮列车用电磁力将列车悬浮和进行导向， 采用直线电机牵引运行。
按照列车运行速度可分为高速磁浮交通和中低速磁浮交通 两种类型。
高速磁浮交通 运行速度 时速400-500公里 中低速磁浮交通 时速100-160公里
适用范围
远距离城市间交通
城市内、近距离城市间 及旅游景区的交通连接
国内外研发情况


1991年，日本在名古屋附近的大江，建成一条新的面 向应用的试验线。试验线总长1530m，最小竖曲线半 径1000m，最大超高为80,最大坡度7%。从1991年到 1995年，对HSST100S型磁浮列车进行了100多项面 向应用要求的运行试验，最高运行速度达到130km/h。 1993年3月，以日本运输省、建设省和其它单位的专家 学者组成的可行性研究委员会对试验结果进行了最后论 证，考察了噪声、振动和磁场影响等，结论是：HSST 磁浮铁路系统是舒适的低污染系统，能够应付紧急情况， 长期的运行试验证明它是可靠的，并且由于其悬浮的优 点使得它的维修量降低，作为城市交通系统，HSST磁 浮铁路系统已进入实用阶段。


超导磁浮 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。

当列车运动时，车载磁体（一般为低温超导线圈或永久 磁铁）的运动磁场在安装于线路上的悬浮线圈中产生感 应电流，两者相互作用，产生一个向上的磁力将列车悬 浮于轨道面一定高度，悬浮间隙一般为100～150mm， 列车运行也是由直线电机提供牵引力。与电磁悬浮相比， 电动悬浮系统在静止时不能悬浮，必须在列车达到一定 速度（约150km/h）后才能起浮。电动式悬浮系统在 应用速度下，悬浮间隙较大，不需要进行主动控制。电 动悬浮由于采用磁铁同性相斥的原理，初、次级线圈所 产生的磁场在直线电机内部不能闭合，故其电磁污染比 电磁悬浮型要大许多。
工频磁场（μT）
外测量值
靠近导轨下 6.1
距导轨3m处 0.38 0.5m高处
距导轨10m处 0.2 1.8m高处
车内测量值
车内地板面
6 3.8 国家标准值 100μT
0.6



2、线路适应性强 •正线转弯半径达75m（轻轨300m） •爬坡能力达70‰（轻轨35‰） 3、乘坐舒适 •处于悬浮状态，与轨道无直接接触，振动小，运 行平稳、乘坐舒适


美国从 60年代开始磁浮铁路的研究，1975停止工作。 1989年起又重新开始评估磁浮列车的实用价值，由铁道 总署、陆军工兵总部、能源部牵头、数家公司和大学参加， 历时4年，定出4个磁浮车设计时速均为500km/h的方案， 其中3个方案为电动型。美国还对大城市间的16条线进行 技术经济条件评估，认为只有纽约—波士顿线能在短期内 回收投资并能实现赢利。 目前美国正在积极推进应用的是永磁Magplane，它属 于永磁悬浮型。Magplane的悬浮电磁铁和驱动电磁铁皆 为永磁体，间隙可达5～15cm。在悬浮和导向上使用了 20毫米厚的弧形铝板轨道，这种结构具有高速转弯的优 点。这种设计方案需要加辅助轮，为了安全起见， Magplane的设计者计划在行驶的全程不收回辅助轮，而 是将其固定在列车下面，整个列车技术相对简单。

磁浮交通的产生源于人们对轮轨粘着式铁路局限性 的认识。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行。它的粘着系数随列车 速度的增加而减小，走行阻力而随列车速度的增加 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。为了解决这一难题，在 Vergleich Eisenbahn 本世纪60年代初，一些国家开始着手研究非粘着式 Magnetschnellbahn 超高速铁路。磁浮交通就是非粘着式轨道交通的一 种。 导向 导向

一般采用“T”型导轨，车辆环抱导轨运行。对车载 的、置于导轨下方的悬浮电磁铁通电励磁而产生磁 场，磁铁与轨道上的铁磁构件相互吸引，将列车向 上吸起悬浮于轨道上，磁铁和铁磁轨道之间的悬浮 间隙一般约为8～12mm。列车通过控制悬浮磁铁 的励磁电流来保证稳定的悬浮间隙，通过直线电机 来牵引列车运行。这种悬浮方式由于采用磁铁异性 相吸的原理，磁场在直线电机的初级、次级线圈之 间基本可以形成闭合回路，磁场向外扩散较少，电 磁污染程度较低，磁场对人的影响可以忽略不计。



利用磁力使物体处于无接触悬浮状态的设想是人类 一个古老的梦，但实现起来并不容易。 磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信 号处理、机械学、动力学为一体的典型的机电一体 化技术。 随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁 理论及新型电磁材料的发展，磁悬浮技术得到了长 足的发展。



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 纳尔车站之间一条600米长的磁浮铁路正式通车营 业。旅客乘坐磁浮列车从伯明翰机场到英特纳雄纳 尔火车站仅需90秒钟。令人遗憾的是，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，其运送旅客的任 务由机场班车所取代。

苏联从1976年开始大规模研究磁浮列车,参加的单 位有:诺沃契尔卡斯克电力机车研究所,全苏铁道科 学研究院,莫斯科综合运输研究所,全苏车辆制造研 究所,运输工程研究院,基辅线性电动机设计事务所, 管道运输研究所及一些高等院校和企业。 在莫斯科 附近一条长600米的试验线上，其05号磁浮车达到 60公里／小时的速度。还计划在阿拉木图修建一条 长14公里、有7个小站的城市商业磁浮运输系统， 速度也是60公里小／小时。