磁懸浮列車簡(jiǎn)介

磁懸浮列車簡(jiǎn)介原理分析4個(gè)優(yōu)點(diǎn)發(fā)展及其前景x模型原理簡(jiǎn)介磁懸浮列車是一種利用磁極間吸引力

和排斥力的高科技交通工具。簡(jiǎn)單的說(shuō)，排斥力使列車懸

起來(lái)、吸引力讓列車開動(dòng)。力的分析下圖給出的便是列車的受力分析詳細(xì)分析

懸浮系統(tǒng)：目前懸浮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以分為兩個(gè)方向，分別是德國(guó)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）。電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）是一種吸力懸浮系統(tǒng)，是結(jié)合在機(jī)車上的電磁鐵和導(dǎo)軌上的鐵磁軌道相互吸引產(chǎn)生懸浮。常導(dǎo)磁懸浮列車工作時(shí)，首先調(diào)整車輛下部的懸浮和導(dǎo)向電磁鐵的電磁吸力，與地面軌道兩側(cè)的繞組發(fā)生磁鐵反作用將列車浮起。在車輛下部的導(dǎo)向電磁鐵與軌道磁鐵的反作用下，使車輪與軌道保持一定的側(cè)向距離，實(shí)現(xiàn)輪軌在水平方向和垂直方向的無(wú)接觸支撐和無(wú)接觸導(dǎo)向。車輛與行車軌道之間的懸浮間隙為10毫米，是通過一套高精度電子調(diào)整系統(tǒng)得以保證的。此外由于懸浮和導(dǎo)向?qū)嶋H上與列車運(yùn)行速度無(wú)關(guān)，所以即使在停車狀態(tài)下列車仍然可以進(jìn)入懸浮狀態(tài)。電力懸浮系統(tǒng)（EDS）將磁鐵使用在運(yùn)動(dòng)的機(jī)車上以在導(dǎo)軌上產(chǎn)生電流。由于機(jī)車和導(dǎo)軌的縫隙減少時(shí)電磁斥力會(huì)增大，從而產(chǎn)生的電磁斥力提供了穩(wěn)定的機(jī)車的支撐和導(dǎo)向。然而機(jī)車必須安裝類似車輪一樣的裝置對(duì)機(jī)車在“起飛”和“著陸”時(shí)進(jìn)行有效支撐，這是因?yàn)镋DS在機(jī)車速度低于大約25英里/小時(shí)無(wú)法保證懸浮。EDS系統(tǒng)在低溫超導(dǎo)技術(shù)下得到了更大的發(fā)展。

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(wú)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。超導(dǎo)磁懸浮列車的車輛上裝有車載超導(dǎo)磁體并構(gòu)成感應(yīng)動(dòng)力集成設(shè)備，而列車的驅(qū)動(dòng)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(dòng)力集成設(shè)備由動(dòng)力集成繞組、感應(yīng)動(dòng)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(dòng)繞組提供與車輛速度頻率相一致的三相交流電時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)移動(dòng)的電磁場(chǎng)，因而在列車導(dǎo)軌上產(chǎn)生磁波，這時(shí)列車上的車載超導(dǎo)磁體就會(huì)受到一個(gè)與移動(dòng)磁場(chǎng)相同步的推力，正是這種推力推動(dòng)列車前進(jìn)。其原理就像沖浪運(yùn)動(dòng)一樣，沖浪者是站在波浪的頂峰并由波浪推動(dòng)他快速前進(jìn)的。與沖浪者所面對(duì)的難題相同，超導(dǎo)磁懸浮列車要處理的也是如何才能準(zhǔn)確地駕馭在移動(dòng)電磁波的頂峰運(yùn)動(dòng)的問題。為此，在地面導(dǎo)軌上安裝有探測(cè)車輛位置的高精度儀器，根據(jù)探測(cè)儀傳來(lái)的信息調(diào)整三相交流電的供流方式，精確地控制電磁波形以使列車能良好地運(yùn)行。推進(jìn)系統(tǒng)：磁懸浮列車的驅(qū)動(dòng)運(yùn)用同步直線電動(dòng)機(jī)的原理。車輛下部支撐電磁鐵線圈的作用就像是同步直線電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈，地面軌道內(nèi)側(cè)的三相移動(dòng)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)繞組起到電樞的作用，它就像同步直線電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)定子繞組。從電動(dòng)機(jī)的工作原理可以知道，當(dāng)作為定子的電樞線圈有電時(shí)，由于電磁感應(yīng)而推動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣，當(dāng)沿線布置的變電所向軌道內(nèi)側(cè)的驅(qū)動(dòng)繞組提供三相調(diào)頻調(diào)幅電力時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用承載系統(tǒng)連同列車一起就像電機(jī)的"轉(zhuǎn)子"一樣被推動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)。從而在懸浮狀態(tài)下，列車可以完全實(shí)現(xiàn)非接觸的牽引和制動(dòng)。通俗的講就是，在位于軌道兩側(cè)的線圈里流動(dòng)的交流電，能將線圈變?yōu)殡姶朋w。由于它與列車上的超導(dǎo)電磁體的相互作用，就使列車開動(dòng)起來(lái)。列車前進(jìn)是因?yàn)榱熊囶^部的電磁體（N極）被安裝在靠前一點(diǎn)的軌道上的電磁體（S極）所吸引，并且同時(shí)又被安裝在軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（N極）所排斥。當(dāng)列車前進(jìn)時(shí)，在線圈里流動(dòng)的電流流向就反轉(zhuǎn)過來(lái)了。其結(jié)果就是原來(lái)那個(gè)S極線圈，現(xiàn)在變?yōu)镹極線圈了，反之亦然。這樣，列車由于電磁極性的轉(zhuǎn)換而得以持續(xù)向前奔馳。根據(jù)車速，通過電能轉(zhuǎn)換器調(diào)整在線圈里流動(dòng)的交流電的頻率和電壓。推進(jìn)系統(tǒng)可以分為兩種?！伴L(zhǎng)固定片”推進(jìn)系統(tǒng)使用纏繞在導(dǎo)軌上的線性電動(dòng)機(jī)作為高速磁懸浮列車的動(dòng)力部分。由于高的導(dǎo)軌的花費(fèi)而成本昂貴。而“短固定片”推進(jìn)系統(tǒng)使用纏繞在被動(dòng)的軌道上的線性感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（LIM）。雖然短固定片系統(tǒng)減少了導(dǎo)軌的花費(fèi)，但由于LIM過于沉重而減少了列成的有效負(fù)載能力，導(dǎo)致了比長(zhǎng)固定片系統(tǒng)的高的運(yùn)營(yíng)成本和低的潛在收入。而采用非磁力性質(zhì)的能量系統(tǒng)，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)車重量的增加，降低運(yùn)營(yíng)效率。導(dǎo)向系統(tǒng)：導(dǎo)向系統(tǒng)是一種測(cè)向力來(lái)保證懸浮的機(jī)車能夠沿著導(dǎo)軌的方向運(yùn)動(dòng)。必要的推力與懸浮力相類似，也可以分為引力和斥力。在機(jī)車底板上的同一塊電磁鐵可以同時(shí)為導(dǎo)向系統(tǒng)和懸浮系統(tǒng)提供動(dòng)力，也可以采用獨(dú)立的導(dǎo)向系統(tǒng)電磁鐵優(yōu)點(diǎn)1磁懸浮列車運(yùn)行時(shí)與軌道保持一定的間隙（一般為１-１０厘米），因此無(wú)摩擦、運(yùn)行安全、平穩(wěn)舒適、無(wú)雜訊，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)2磁懸浮列車車輛使用壽命可達(dá)35年，而普通有軌列車只有20至25年。磁懸浮列車的路軌壽命是80年，普通路軌道60年。優(yōu)點(diǎn)3磁懸浮列車啟動(dòng)后３９秒即達(dá)到最大速度，目前的最高時(shí)速是５５２公里。據(jù)德國(guó)科學(xué)家預(yù)測(cè)，到２０１４年，磁懸浮列車采用新技術(shù)后，時(shí)速將達(dá)１０００公里。而一般鐵軌列車的最高時(shí)速為３００公里。上?，F(xiàn)已建成的磁懸浮列車線，其最高時(shí)速為500公里。優(yōu)點(diǎn)4

磁懸浮高速列車噪音低，節(jié)能，占地面積少，這是其他陸路交通系統(tǒng)無(wú)法與之相比的。這種創(chuàng)新的無(wú)接觸軌道技術(shù)帶來(lái)了極大的機(jī)動(dòng)性，但卻不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。與新一代的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相似，在同等功率下，磁懸浮高速列車比高速鐵路所消耗的能源要少的多?；蛘叻催^來(lái)說(shuō)：在耗能相同的情況下，磁懸浮高速列車的效率要高得多。通過下面這組圖片可以使大家更直觀的了解磁懸浮列車的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展歷史

日本于1962年開始研究常導(dǎo)磁浮鐵路。此后由于超導(dǎo)技術(shù)的迅速發(fā)展，從70年代初開始轉(zhuǎn)而研究超導(dǎo)磁浮鐵路。1972年首次成功地進(jìn)行了2.2噸重的超導(dǎo)磁浮列車實(shí)驗(yàn)，其速度達(dá)到每小時(shí)50公里。1977年12月在宮崎磁浮鐵路試驗(yàn)線上，最高速度達(dá)到了每小時(shí)204公里，到1979年12月又進(jìn)一步提高到517公里。1982年11月，磁浮列車的載人試驗(yàn)獲得成功。1995年，載人磁浮列車試驗(yàn)時(shí)的最高時(shí)速達(dá)到411公里。為了進(jìn)行東京至大阪間修建磁浮鐵路的可行性研究，于1990年又著手建設(shè)山梨磁懸浮鐵路試驗(yàn)線，首期18.4