第九章 磁悬浮铁路

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• 20世纪60年代,高速轮轨系统铁路与磁浮系统铁 路同时起步研究。
• 目前投入研究的国家:德、日、美、英、法、加、 前苏联、韩及中国等。其中,德、日技术水平处 于世界前列。
• 德:常导吸引型 ;日:超导排斥型。
• 第一条投入商业运营的线路:上海磁悬浮(上海 地铁2号线龙阳路站--浦东国际机场 )
• 中国:
• 我国首条永磁悬浮铁路大连开建 • 2006年8月17日,“中华01号”永磁悬浮路车模型在大连举行的2006中
国国际专利技术与产品交易会上亮相。该模型是大连3000米永磁悬浮 试验线路的仿真微缩,专为城市之间的区域交通设计。列车在高架的 磁轨上运行,设计时速230公里,既可货运,又可客运,适用于大都市 圈的交通运输。该线路预计在今年年底建设,地点拟定在开发区。 • 据介绍,试验线路运行时间70秒,在启动31秒内提速到230公里,之后 以230km/h的速度匀速运行8秒,再利用31秒时间从减速到停止。 • 中国永磁悬浮有五大优势
海磁悬浮的年收入连利息也不够还,这还忽略了自有资本的机会成本。如果上述数据正
确,那么可以肯定地说,上海磁悬浮项目是一个商业上完全失败的项目!

其实,务实的外国人早就看透了磁悬浮这个“商业陷阱”。要知道,磁悬浮早在上
个世纪80年代就已经是一种成熟技术了,但是为什么全世界包括提供核心技术的德国却
至今没有建磁悬浮?难道资本家们忘却了他们追逐利润的本性?不是的。资本家们深谙
还存在路标指示不明、始发站离市中心较远以及轨道下沉等种种问题。根据上海市质量
协会用户评价中心发布的报告,磁悬浮列车的一半乘客是中外观光游客和商务考察团队。
上海磁悬浮列车从原本的交通工具蜕变成一个单纯的旅游景点。这就不难解释,为什么
磁悬浮列车平时的上座率只有六分之一了。
• 人民网柏林2006年9月22日电记者吕鸿报道:德国磁悬浮列车22日发生重大事 故,造成23人死亡,10人重伤,是世界上磁悬浮列车首次发生人员伤亡事故。 德国磁悬浮列车试验段位于德国北部下萨克森州埃姆斯兰,总长31.5公里。 据德国媒体报道,当天上午约9时53分,一列磁悬浮列车以时速170公里的速度 在高架轨道上作试验运行,突然发现前方一辆工程车停在轨道上。磁悬浮列车 与工程车相撞后脱离轨道,其头部严重受损,而工程车被撞飞数百米远。警方 说,列车内共有33人,他们大多是德国一家能源公司的职员和磁悬浮试验段的 工作人员,没有游客。工程车内的两名工作人员在撞击前“跳离”自救,但受 重伤。目前,搜救工作已经结束,受伤人员没有生命危险。
“中华01号”永磁悬浮路车模型
日本MLX01型磁浮列车
磁悬浮列车类型
• 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,以德国高速常导磁浮列
车transrapid为代表。 • 超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型,以日本
MAGLEV为代表。 • 均使用同步直线电机作为驱动器
• 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。
警方说,事故原因还在调查中,但已初步排除技术原因,而是“人为疏忽” 所致。一般来说,工程车每天都要对轨道进行清理等检查工作,当它检查完毕, 离开轨道,驶回车站后,磁悬浮列车方可启动行驶。现在调查的重点是,为什 么工程车还停留在轨道上时,磁悬浮列车却启动了?有专家认为,可能是列车 员与维修人员之间的通信出了问题。当列车员发现前面有障碍物时,由于正在 加速,刹车已不及。通常情况下,磁悬浮列车起速后即达时速每小时170公里, 而撞击时速已达200公里。德国磁悬浮列车试验段的最高时速为450公里。
• 近代以来,国人一直期望中国能在某些领域实现“世界第一”,摆脱落后的面貌。最近 几年,“磁悬浮”这个关键词,再一次将“中国”和“世界第一”连在一起。耗资89亿 人民币的上海磁悬浮列车,于2003年元旦正式投入商业运行。作为“商业运营中最快的
列车”和“世界上第一列商用磁悬浮列车”,上海磁悬浮列车还被收录到吉尼斯世界大
• 开端:20世纪80年代初。 • 起步:1985年完成基础性研究(铁科院)
1987年完成了中国科技馆的列车展示模型。 • 发展:1992年列入“八五”国家科技攻关计划;
94年西南交大研制成功4t载人磁悬浮列车; 95年国防科大研制成功6t载人磁悬浮列车。 • 2001年8月14日,我国第一辆磁悬浮列车在长春客车厂成 功下线,营运速度60km/h,最高100km/h。 • 2001年2月, 世界上第1台高温超导磁悬浮载人(5人)实验 车“世纪号” 通过验收。
显示磁悬浮列车的优点
直线电机的基本结构
• 直线电机可看作是将旋转电机径向剖开展平 • 定子—初级,转子—次级 • 初级与次级长度不相等。
德国常导磁悬浮
磁浮车是一种新的交通工具,研究的重点
上海磁浮车(德国TR08)
上海悬浮
• 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。
市场经济的要诀,市场只欢迎最适用的技术,而不一定是最先进的技术。

其次,从公共财政的角度看,庞大的公共工程应该充分体现民意。上海磁悬浮项目
的本意,首先是改善上海的交通条件。但是,通往浦东机场的磁悬浮项目却没有给居民
带来足够的交通便利。旅客们反映,如果坐地铁到龙阳站下,再打车前往机场,总共需
要30元,而乘坐磁悬浮列车需要50元,并且下车后还要拖着行李走10分钟的路。此外,
• 常导型磁浮列车利用电磁吸力实现悬浮
德国的常导磁悬浮列车

常导磁悬浮列车工作时,首先调整车辆下部的悬浮和导 向电磁铁的电磁吸力,与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作 用将列车浮起。在车辆侧面导向电磁铁与轨道磁铁的反作用 下,使车轮与轨道保持一定的侧向距离,实现轮轨在水平方 向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。

车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米,是通过一套
高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际
上与列车运行速度无关,所以即使在停车状态下列车仍然可
以进入悬浮状态。
• 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。
• 2003年,完成双线系统调试; 2004.4.13,完成主合同考核验收; 2004.5 ,正式投入商业试运营。
• 2006.4.26,正式投入商业运营。
• 体验磁悬浮:
➢ 14时15分,磁浮列车准点出发,车厢上方电子板 上的数字快速上升。向车窗外俯视,高速公路上的 一辆辆汽车被快速甩到了后面。
➢ 3分钟后,速度显示:430公里/小时,这也是该 列车设定的最高时速,这一速度保持了50秒。
➢ 此后,列车开始减速,电子板上的数字回落。
➢ 3分钟后,列车稳稳停了下来。这里,有一个通 道直接与机场相连。
磁悬浮列车
• 将做秀进行到底 2004年12月05日16:15 新华网
• 从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈 有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动。同样,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,由于电磁感应作用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。从而在悬浮状态 下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动。
目前世界上有3种类型磁悬浮技术,即日本的超导电动磁悬浮、德国 的常导电磁悬浮和中国的永磁悬浮。永磁悬浮技术是中国大连拥有核 心及相关技术发明专利的原始创新技术。 • 据介绍,日本和德国的磁悬浮列车在不通电的情况下,车体与槽轨 是接触在一起的,而利用永磁悬浮技术制造出的磁悬浮列车在任何情 况下,车体和轨道之间都是不接触的。 • 中国永磁悬浮与国外磁悬浮相比有五大方面的优势:一悬浮力强。 二经济性好。三节能性强。四安全性好。五平衡性稳定。
上海磁悬浮列车宣传片
§11-1 磁悬浮铁路的发展概况

磁悬浮铁路是一种新型的交通运输系统,它利用异性
相吸、同性相斥的电磁感应原理,以直隙。
磁浮列车运行时,没有轮轨间的摩擦,不受黏着条件限制。
传统轮轨系统与磁浮系统的驱动原理比较
• 1922年,德国人赫尔曼·肯佩尔(Hermann Kemper) 提出了电磁浮原理,并在1934年获得了磁浮技术 的发明专利。
应用准确的定义来说,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。
全。不少国人为此意气风发、扬眉吐气。然而仔细想来,这一浩大工程只不过是一次奢 侈的做秀而已。

首先,从经济原则的角度看,上海磁悬浮是一个注定要亏损的项目。上海磁悬浮列
车运行大约30公里的路程,设计时速可达430公里/小时,单向运行时间大约8分钟,年最
大客运量为1.5亿人次。从技术性能上看,上海磁悬浮列车达到了世界一流水平。但既然
16,000人次。截止到2006年4月,约有600多万名乘客以7分 半的时间完成了30公里的磁浮之旅。整个磁浮系统的安全 可靠性达99.92%。
• 上海磁悬浮大事记
• 2000.8.24,原国家计委经国务院批准,批复了上海市磁浮 列车示范运营线工程项目建议书; 2000.10,上海市委、市政府批准设立上海市磁浮快速列车 工程指挥部; 2001.2.28,国务院办公会议审议批准了项目的工程可行性 研究报告和开工报告; 2001.3.1,上海磁浮列车示范运营线工程举行开工仪式; 2002.12.31,单线试运行;
德国磁悬浮列车试验段由德国蒂森—克虏伯公司和西门子公司投资建造, 从1984年开始投入运行,迄今已接待全世界来访客人60万人次。德国大多数专 家认为,磁悬浮理论完美无缺,技术也已成熟,但运行费用昂贵,迄今已投入 20亿欧元,因此,德国在将其投入商业运行问题上一直争论不休,难下决定。
2006年8月11日,上海一辆磁悬浮列 车起火,图为消防队员正在灭火。
• 2001年3月,上海磁悬浮项目正式开工建设,引进德国西 门子公司、蒂森高速列车公司、磁悬浮国际公司技术。
• 上海磁悬浮
• 西起地铁二号龙阳路站,东至浦东国际机场;
• 总长29.873 km,设计时速和运行时速分别为505km和
430km,单向运行时间仅7min20s。 • 2002.12.31,试运行成功 • 2003.11.12,创501km/h世界纪录,列入吉尼斯纪录。 • 2003.12.29,上海磁浮线开始了全天候运营。 • 2004.4.13,通过验收,开始正式运行。 • 造价: 每公里3.13亿元,总投资89亿人民币。 • 客流量发展稳定,平均每天有8,000多名乘客,高峰时达到
第九章 磁悬浮铁路
磁浮列车
• 如果你家住在西安,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!
什么是磁悬浮列车
磁悬浮列车的,那似乎神秘的悬浮之力,其实就是这两 种吸引力与排斥力。
是“商用”磁悬浮,我们当然更要考虑它的投入产出效果。让我们给上海磁悬浮算一笔
经济帐。该工程总耗资89亿元,其中银行贷款50亿元,每年的利息大约是3亿元。以现在
的票价50元计,即便单程日均客流量8000人次,每天收入也就40万元,每年收入约1.5亿
元。假设每年的广告收入等于每年的设备折旧费、人头费、管理费等运营费用,那么上
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