磁懸浮列車綜述

1、磁懸浮列車綜述062081班 01108201 萬力摘要：介紹兩類磁懸浮列車的工作原理，將磁懸浮列車與傳統(tǒng)列車進行比較，說明磁懸浮列車的優(yōu)勢與劣勢，并給出相關建議，最終對其發(fā)展前景作出評價關鍵詞：磁懸?。怀瑢?；摩擦1 引言磁懸浮列車是一種采用無接觸的電磁懸浮、導向和驅(qū)動系統(tǒng)的磁懸浮高速列車系統(tǒng)。磁懸浮理論于1929年由德國人首先提出。磁懸浮列車是目前陸地上最快的交通工具，它被認為是21世紀最有潛力的交通工具。關于它的研究一直處于世界科技領域前沿。在下文中，作者將給出關于磁懸浮列車的綜合論述。2磁懸浮列車原理2.1磁懸浮列車懸浮原理目前磁懸浮列車依據(jù)吸力和斥力可分為兩種，及日本采用的斥力EDS系

2、統(tǒng)和德國采用的吸力EMS系統(tǒng)。 電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）是一種吸力懸浮系統(tǒng)，是結(jié)合在機車上的電磁鐵和導軌上的鐵磁軌道相互排斥產(chǎn)生懸浮。常導磁懸浮列車工作時，首先調(diào)整車輛下部的懸浮和導向電磁鐵的電磁排斥力，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，實現(xiàn)輪軌在水平方向和垂直方向的無接觸支撐和無接觸導向。電力懸浮系統(tǒng)（EDS）將磁鐵使用在運動的機車上以在導軌上產(chǎn)生電流。由于機車和導軌的縫隙減少時電磁斥力會增大，從而產(chǎn)生的電磁斥力提供了穩(wěn)定的機車的支撐和導向。圖1-1 日式與德式磁懸浮列車原理示意圖2.2磁懸浮列車推進原理超

3、導磁懸浮列車推進系統(tǒng)：超導磁懸浮列車的車輛上裝有車載超導磁體并構成感應動力集成設備，而列車的驅(qū)動繞組和懸浮導向繞組均安裝在地面導軌兩側(cè)，車輛上的感應動力集成設備由動力集成繞組、感應動力集成超導磁鐵和懸浮導向超導磁鐵三部分組成。當向軌道兩側(cè)的驅(qū)動繞組提供與車輛速度頻率相一致的三相交流電時，就會產(chǎn)生一個移動的電磁場，因而在列車導軌上產(chǎn)生磁波，這時列車上的車載超導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。常導磁懸浮列車推進系統(tǒng)：常導磁懸浮列車的驅(qū)動運用同步直線電動機的原理。車輛下部支撐電磁鐵線圈的作用就象是同步直線電動機的勵磁線圈，地面軌道內(nèi)側(cè)的三相移動磁場驅(qū)動繞組起到電樞的

4、作用，它就象同步直線電動機的長定子繞組。從電動機的工作原理可以知道，當作為定子的電樞線圈有電時，由于電磁感應而推動電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。同樣，當沿線布置的變電所向軌道內(nèi)側(cè)的驅(qū)動繞組提供三相調(diào)頻調(diào)幅電力時，由于電磁感應作用承載系統(tǒng)連同列車一起就象電機的“轉(zhuǎn)子”一樣被推動做直線運動。圖1-2 磁懸浮列車推動原理示意圖2.3磁懸浮列車導向原理車輛的導向是將位于兩側(cè)的懸浮線圈和導向線圈分別用電纜相連，當車輛在平面上偏離了導軌中心位置時，系統(tǒng)會自動使得導軌兩側(cè)的懸浮線圈和導向線圈的極性相同，并使得偏離側(cè)的地面磁場與車體的超導磁場產(chǎn)生吸力，而靠近側(cè)的地面磁場與車體磁場產(chǎn)生斥力，從而保持車體不偏離導軌的中心位置。

5、3超導超導指一些金屬和合金在接近絕對零度時的溫度下失去電阻。高溫超導指在接近室溫的溫度下的超導。導體沒有了電阻，電流流經(jīng)超導體時就不發(fā)生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導線中形成強大的電流，從而產(chǎn)生超強磁場。目前磁懸浮列車所用到的超導技術主要為液氦降溫。4磁懸浮列車優(yōu)點磁懸浮列車與傳統(tǒng)列車相比有許多優(yōu)點4.1速度快。普通列車行駛時，車輪與鋼軌是緊緊貼在一起的，當列車高速行駛時，車輪與鋼軌的阻力就大大增加。據(jù)計算，普通輪軌列車，最大時速為380 公里左右，而磁懸浮列車懸浮在軌道上方，和軌道之間沒有直接接觸，運行阻力大大減小，因此磁懸浮列車的最大時速可以達到500公里以上。4.2運行平穩(wěn)，舒適。由于沒

6、有傳統(tǒng)列車與軌道接縫的連續(xù)撞擊，列車基本無顛簸，運行平穩(wěn)4.3無噪音。摩擦和撞擊基本減為零，無論對于旅客或是對于鐵路沿線人員來講，都大大減小了噪聲污染4.4不排除有害廢氣。磁懸浮列車采取電磁驅(qū)動，而不是傳統(tǒng)列車的化學染料燃燒驅(qū)動，不產(chǎn)生有害廢氣，清潔無污染。4.5磁懸浮列車能耗低，據(jù)日本研究與實際試驗的結(jié)果，在同為500公里時速下，磁懸浮列車每座位公里的能耗僅為飛機的13。5磁懸浮列車缺點5.1磁懸浮列車運營能力有限1磁懸浮列車技術與有軌列車技術不能兼容，乘客無法換乘，磁懸浮軌道無法劃入常規(guī)鐵道網(wǎng)絡中。2磁懸浮列車目前岔道技術不成熟，只能單線運營，因此不適宜長距離運輸。3 磁懸浮列車之間距離要

7、保證達到安全距離以上，且沿線供電能力有限，因此磁懸浮列車班次之間間隔有限，且不易改變，很難提高運力5.2磁懸浮列車存在一定環(huán)境危害1高速度所帶來氣動噪聲500km/h是350km/h的12倍以上。2磁懸浮的電磁輻射是存在的，磁懸浮列車是數(shù)十萬千瓦級的電磁場的輻射，電磁輻射能使人體內(nèi)原有的電磁發(fā)生變異，干擾人體的生物鐘，導致人體生態(tài)平衡紊亂和神經(jīng)功能失調(diào)。5.3磁懸浮列車建設難 1磁懸浮列車兩岸要建設隔離帶，保證路況安全。占據(jù)空間非常大，不能很好利用空間資源。2磁懸浮列車對于軌道本身及地基要求很高，必須確保軌道基本平直3德式磁懸浮列車與軌道之間距離只有10毫米，要保持這一距離需要非常精準的控制系統(tǒng)4磁懸浮列車對于電力依賴很高，一旦斷電，這種列車將失去運營能力。6對于磁懸浮列車的建議6.1磁懸浮列車轉(zhuǎn)向半徑：傳統(tǒng)列車的轉(zhuǎn)向的基本原理為利用支持力的水平分力提供向心力，磁懸浮列車的轉(zhuǎn)向基本原理與前者一致，但可利用磁懸浮本身特點，可通過控制兩邊軌道的電力，改變其磁力大小，從而加大兩邊高度差，提供向心力，減小轉(zhuǎn)向半徑，提供列車靈活性6.2磁懸浮列車高架：利用磁懸浮列車一般需高架的原理，提高其高架程度，將空間區(qū)域納入隔離區(qū)，有效利用空間7結(jié)論磁懸浮列車利用電磁轉(zhuǎn)化，用互斥力或吸引力抵消重力，克服了常規(guī)列車應克服的摩擦力這一重大障礙，從而實