發(fā)展城市磁浮交通思考part1

發(fā)展城市磁浮交通的思考中國城市軌道交通可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略及建設(shè)論壇內(nèi)容發(fā)展的基礎(chǔ)與意義已有系統(tǒng)的分析

1）成熟實(shí)用的系統(tǒng)——電磁鐵電磁式懸浮Transrapid與HSST2）正在研發(fā)的系統(tǒng)——永磁鐵電動(dòng)式懸浮與永磁-電磁混合式

Magplane,UrbanMaglev與Magnemotion3）看來無望的系統(tǒng)——將永磁鐵鋪在路上形成磁性軌道高溫超導(dǎo)塊材車，大連磁谷公司，上海師范大學(xué)需深入研究的問題

1）對各種需求的適用性

2）允許的加速度與合理的運(yùn)營速度

3）過載能力與大流量運(yùn)輸能力

4）經(jīng)濟(jì)性能結(jié)束語發(fā)展的基礎(chǔ)與意義從20世紀(jì)60年代起，經(jīng)過長期持續(xù)努力，磁浮列車技術(shù)已成熟到可建實(shí)用運(yùn)營線，最高運(yùn)營速度可達(dá)550公里/小時(shí)，已經(jīng)證實(shí)它的主要優(yōu)點(diǎn)是：

（1）是當(dāng)今唯一能達(dá)到400公里/時(shí)以上運(yùn)營速度的地面交通工具（2）噪音小，啟動(dòng)停車快（達(dá)1-3米/秒2），爬坡能力強(qiáng)（坡度大7-10%），轉(zhuǎn)彎半徑?。芍?0-70米）（3）安全、舒適、維護(hù)少

（4）能耗低、采用電力驅(qū)動(dòng)，不燃油2003年初開始我國上海浦東機(jī)場進(jìn)城的全長30公里高速磁浮運(yùn)營線投入調(diào)試運(yùn)營，至2005年5月31日，已安全可靠運(yùn)行883天，行駛156萬公里，載人351萬人次。2005年3月日本名古屋全長9.2公里中低速磁浮列車“東部丘陵線”也順利投入載客運(yùn)營。說明作為人類第六種運(yùn)輸方式的磁浮交通已經(jīng)誕生。磁浮列車的高速優(yōu)點(diǎn)使其最適用于長距離，大流量的客運(yùn)線，但這種長大干線的需求全世界都很有限。從世界與我國快速交通的發(fā)展看，城市交通的需求要大得多，如我國的長江，珠江與京津唐三角洲地區(qū)。作為磁浮交通，美國、德國在積極研究這方面應(yīng)用的可能性，上海示范線也為此奠定了良好的基礎(chǔ)。作為城市交通應(yīng)用，磁浮列車的低噪音、高加速度的優(yōu)點(diǎn)使在相同站間距離條件下，可以達(dá)到更高的運(yùn)營速度及旅行速度，減少旅行時(shí)間，從而成為一種有競爭力的交通方式。磁浮列車的爬坡能力強(qiáng)（7-10%）及轉(zhuǎn)彎半徑?。ㄖ?0-70米）的優(yōu)點(diǎn)又特別適用于城市中空間狹小，起伏大的地區(qū)。磁浮與輪軌列車駛過的噪聲水平比較運(yùn)行速度（km/h)輪軌鐵路(1)磁浮鐵路(2)10072——16079702008373250887828089813009183400——91注：（1）德國噪聲研究所的測試結(jié)果。（2）德國蒂森-克虜伯公司在德國TVE試驗(yàn)線上的測試結(jié)果。加速距離L與運(yùn)行速度V及加速度a之間的關(guān)系a=0.4m/s2a=0.8-1.0m/s2磁懸浮列車與輪軌列車加速能力比較我國近年來城市軌道交通需求急劇增長，很多城市均在積極規(guī)劃有關(guān)發(fā)展，建設(shè)高潮即將到來。磁浮交通以其技術(shù)優(yōu)越性，理應(yīng)積極扶植發(fā)展，在綜合交通系統(tǒng)中占據(jù)應(yīng)有的位置。城市磁浮交通的發(fā)展由于需求大，面廣，一般不要求高的運(yùn)行速度，從而一個(gè)系統(tǒng)的研制至實(shí)用周期不會(huì)很長（3-5年），允許在不同城市采用不同系統(tǒng)，有利于不同方案競爭發(fā)展，并帶動(dòng)相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而有利于各方面積極性的充分發(fā)揮。目前估計(jì)，城市磁浮交通的投資遠(yuǎn)低于地鐵，也可能略低于輕軌，經(jīng)濟(jì)上是合理的。國內(nèi)部份城市軌道交通規(guī)劃及資金需求已有系統(tǒng)的分析當(dāng)今世界上有三個(gè)系統(tǒng)具備了成熟性與可用性的基本條件，即德國Transrapid高速磁浮列車，日本HSST中低速磁浮列車，日本MLX超導(dǎo)磁浮列車。可在近期內(nèi)進(jìn)行城市交通建設(shè)的是Transrapid與HSST。三個(gè)成熟的磁浮交通系統(tǒng)的研發(fā)開始于六十年代后期，那時(shí)現(xiàn)實(shí)可用的磁體系統(tǒng)只有電磁鐵和低溫超導(dǎo)磁體，經(jīng)過幾十年努力，兩者均已達(dá)到了成熟可用的程度，但在此期間，永磁體的發(fā)展，特別是NdFeB的出現(xiàn)，以及高臨界溫度超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn)，人們就開始研究采用永久磁體及高溫超導(dǎo)體的可能性，取得了一定進(jìn)展。采用永久磁體的磁浮系統(tǒng)有三個(gè)方案，即（1）在Transrapid或HSST系統(tǒng)的電磁鐵中加入一定的永磁材料提供部份激磁所需的安匝，以減小電磁鐵所消耗的功率或增大間隙。（2）車上與地面上均敷設(shè)永久磁體，依靠兩者之間的吸力或斥力實(shí)現(xiàn)懸浮與導(dǎo)向。（3）車上裝有永久磁體，地面導(dǎo)軌上鋪設(shè)懸浮用導(dǎo)電板，車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)，依靠磁體與導(dǎo)電板中感生電流相互作用使車懸浮。已進(jìn)行研制的Magplane,UrbanMaglev與Magnemotion系統(tǒng)經(jīng)過努力有可能近期得到應(yīng)用。采用高溫超導(dǎo)體也有三個(gè)方案，即（1）使用高溫超導(dǎo)線繞制磁體取代MLX系統(tǒng)中的低溫超導(dǎo)磁體，使工作溫度可以顯著提高。（2）使用高溫超導(dǎo)塊材經(jīng)充磁后形成超導(dǎo)永久磁體，取代MLX系統(tǒng)中的低溫超導(dǎo)磁體，為此要在塊材的性能提高與尺寸增大方面做大量工作。（3）在車上用高溫超導(dǎo)塊材，地面鋪設(shè)永久磁體，利用超導(dǎo)體的反磁性產(chǎn)生的排斥力實(shí)現(xiàn)懸浮?？磥磉_(dá)到實(shí)用要做大量研究發(fā)展工作。采用永久磁體沿線路鋪設(shè)的方案，經(jīng)多次討論，大多數(shù)同志認(rèn)為工程上是不能實(shí)施的，因?yàn)椋鸥×熊嚥皇谴鸥≥S承，磁浮軸承可將磁場放在地面上，磁浮列車若將磁場放在地面上，形成幾十公里至上千公里長的有磁軌道，其造價(jià)與運(yùn)行都將難于接受。德國Transrapid高速磁懸浮列車的基本結(jié)構(gòu)T-形導(dǎo)向軌（安裝有鐵磁芯片）車上常規(guī)電磁鐵用于懸浮和導(dǎo)向控制傳統(tǒng)長定子同步直線電機(jī)推進(jìn)懸浮和推進(jìn)用同一組電磁鐵運(yùn)行速度由地面調(diào)頻電源控制電機(jī)段控制開關(guān)切斷電機(jī)段控制開關(guān)切斷電機(jī)供電段能量供給無線傳輸無線傳輸軌道控制車輛控制開關(guān)控制TR07在EMSLAND德國高速磁懸浮列車的主要優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

高速度完全無接觸，噪音小傳統(tǒng)電機(jī)原理，工藝成熟使用鐵芯，運(yùn)行效率高，漏磁小穩(wěn)定性好，乘坐舒適缺點(diǎn)

懸浮氣隙較小1cm

導(dǎo)向軌精度要求高，造價(jià)高車體較重，約每座位500公斤需要較復(fù)雜的控制系統(tǒng)

上海磁浮線上運(yùn)行的磁浮列車上海磁浮列車維修基地

上海磁浮線達(dá)到430公里/時(shí)日本HSST中低速磁浮列車沿革1972年6月1975年11月1985年3月~1989年11月1989年8月1991年4月1999年7月2000年2月日本航空公司作為機(jī)場交通工具著手進(jìn)行了開發(fā)HSST-01懸浮行駛成功在科學(xué)萬國博覽會(huì)、交通博覽會(huì)、橫濱萬國博覽會(huì)等博覽會(huì)上，HSST-03~05號(hào)車輛運(yùn)行，累計(jì)輸送人員大約三百萬人次成立了中部HSST開發(fā)株式會(huì)社在名古屋市大江實(shí)驗(yàn)線的試驗(yàn)行駛開始東部丘陵線采用機(jī)型選定委員會(huì)提出了HSST最為合適的意見成立了愛知高速交通株式會(huì)社

懸浮方式對設(shè)置在車上的線圈使用直流電流進(jìn)行勵(lì)磁，通過對固定在地面的鐵板的吸引力實(shí)現(xiàn)懸浮。通過監(jiān)控電磁鐵與鐵板之間的間隙控制電磁鐵電流，將間隙保持在8