磁懸浮列車的基本工作原理

1、磁懸浮列車的基本工作原理摘要：作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的當(dāng)家花旦之一，磁懸浮列車的上鏡率是十分高的。像許多高新技 術(shù)的產(chǎn)物一樣，它的基本原理其實(shí)并不復(fù)雜。這兒我們就磁懸浮列車的基本原理進(jìn)行一個初 步的探究。磁懸浮列車的定義：對磁懸浮列車的研究，我們首先需要對磁懸浮列車進(jìn)行一個比較準(zhǔn)確的定義，根據(jù)相關(guān) 文獻(xiàn)，我們可以得出如下資料：中文名稱：磁懸浮列車英文名稱： maglev train;magnetic suspension train定義：以超導(dǎo)電磁鐵相斥原理建設(shè)的鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)。區(qū)別于通常的輪軌黏著式鐵路。其最高 時速可以達(dá)到350500km。從這個定義中我們可以的出的結(jié)論有三點(diǎn)：1、磁懸浮列車的基本

2、原理運(yùn)用磁鐵同性相斥，異性相吸”的性質(zhì)，使我們乘坐的龐大的列 車，從軌道上懸浮起來的。2、磁性浮列車所使用的電磁鐵是采用的超導(dǎo)電磁鐵，那么著就牽涉到關(guān)于超導(dǎo)材料的問 題，這個我們將在后文解釋。3、磁懸浮列車能夠達(dá)到350500km的超高時速，那么我們在研究它的基本原理的時候， 不僅要研究它是如何從軌道上懸浮起來的，還要研究它的驅(qū)動力，即是磁懸浮列車采用 何種驅(qū)動方式讓它能夠達(dá)到如此之高的速度，并且在這一速度下比較穩(wěn)定的運(yùn)行的。懸浮原理：懸浮列車的懸浮有兩種基本形式：一種是利用磁鐵“同性相斥”的原理而設(shè)計的電磁運(yùn)行系統(tǒng)的磁懸浮列車，利用車上電 磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產(chǎn)生的相斥

3、力，使車體懸浮運(yùn)行。另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設(shè)計的電動力運(yùn)行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它是在車體 底部及兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部安裝磁鐵，在T形導(dǎo)軌的上方和伸臂部分下方分別設(shè)反作用板和 感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流，從而使車體懸浮于車道的導(dǎo)軌面上運(yùn)行。這兩種懸浮方式目前都已被投入使用，前者稱為推斥式，后者為吸力式。上海磁懸浮列 車便是常導(dǎo)磁吸型”（簡稱常導(dǎo)型”）磁懸浮列車，也就是利用吸力式”原理設(shè)計。超導(dǎo)材料:我們把具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)等于零以及排斥磁力線的性質(zhì)的材料稱為超導(dǎo)體。 我們現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28種元素和幾千種合金和化合物可以成為超導(dǎo)體。超導(dǎo)材料的應(yīng)用面很廣， 我們所提到的磁懸浮列車就是它的重

4、要應(yīng)用領(lǐng)域之一。我們現(xiàn)如今基于磁懸浮的概念其實(shí)正 是基于超導(dǎo)材料的超導(dǎo)電性可制作磁體的特性所發(fā)展起來的。懸浮系統(tǒng)的設(shè)計，可以分為兩個方向，分別是德國所采用的常導(dǎo)型和日本所采用 的超導(dǎo)型。從懸浮技術(shù)上講就是電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）和電力懸浮系統(tǒng)（EDS）。 電力懸浮系統(tǒng)（EDS）將磁鐵使用在運(yùn)動的機(jī)車上以在導(dǎo)軌上產(chǎn)生電流，而超導(dǎo)磁懸 浮列車的最主要特征就是其超導(dǎo)元件在相當(dāng)?shù)偷臏囟认滤哂械耐耆珜?dǎo)電性和完全 抗磁性。超導(dǎo)磁鐵是由超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)線圈構(gòu)成，它不僅電流阻力為零，而且可以傳 導(dǎo)普通導(dǎo)線根本無法比擬的強(qiáng)大電流，這種特性使其能夠制成體積小功率強(qiáng)大的電磁 鐵?；谶@一點(diǎn)，我們可以看得出來，利用

5、超導(dǎo)材料的這種特性設(shè)計的列車是用巨大 的優(yōu)勢的，雖然由于技術(shù)和成本方面的原因，我們大多投入使用的磁懸浮列車還是基 于電力懸浮系統(tǒng)設(shè)計的，但是超導(dǎo)材料在磁懸浮列車設(shè)計和制造方面的前景還是不容 小覷的。驅(qū)動原理：試驗(yàn)室的模型向我們展示的磁懸浮列車懸浮的原理，所以它用的是簡易的驅(qū)動方 式，我們這里不做討論，但是落實(shí)到實(shí)際中就要另加考慮了。我們知道，既然磁懸浮列車是脫離地面軌道的，不存在摩擦力了，所以我們利用 摩擦驅(qū)動交通工具的常規(guī)設(shè)計思路就變得不可行了。在懸浮狀態(tài)下，列車需要可以完全實(shí)現(xiàn)非接觸的牽引和制動，在實(shí)際的磁懸浮列 車上，我們利用的任然是電磁鐵的特性，在車輛上裝有車載超導(dǎo)磁體，而列車的驅(qū)動 繞組和懸浮導(dǎo)向繞組均安裝在地面導(dǎo)軌兩側(cè)，車輛上的感應(yīng)動力集成設(shè)備由動力集成 繞組、感應(yīng)動力集成超導(dǎo)磁鐵和懸浮導(dǎo)向超導(dǎo)磁鐵三部分組成。當(dāng)向軌道兩側(cè)的驅(qū)動 繞組提供與車輛速度頻率相一致三項(xiàng)交流電時，一個移動的超導(dǎo)磁體就會受到一個與 移動磁場相同步的推力，正是這種推力推動列車前進(jìn)。結(jié)語：作為目前最快速的地面交通工具，磁懸浮列車技術(shù)的確有著其他地面交通技術(shù)無法比 擬的優(yōu)勢，它的市場前景是十分廣闊的，必將成為未來地面交通的重要組成部分。所 以，作為當(dāng)代大學(xué)生，了