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(guó)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(lái)無(wú)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(chē)，大連磁谷公司，上海師范大學(xué)需深入研究的問(wèn)題

1）對(duì)各種需求的適用性

2）允許的加速度與合理的運(yùn)營(yíng)速度

3）過(guò)載能力與大流量運(yùn)輸能力

4）經(jīng)濟(jì)性能結(jié)束語(yǔ)發(fā)展的基礎(chǔ)與意義從20世紀(jì)60年代起，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期持續(xù)努力，磁浮列車(chē)技術(shù)已成熟到可建實(shí)用運(yùn)營(yíng)線(xiàn)，最高運(yùn)營(yíng)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(yíng)速度的地面交通工具（2）噪音小，啟動(dòng)停車(chē)快（達(dá)1-3米/秒2），爬坡能力強(qiáng)（坡度大7-10%），轉(zhuǎn)彎半徑小（可至50-70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(kāi)始我國(guó)上海浦東機(jī)場(chǎng)進(jìn)城的全長(zhǎng)30公里高速磁浮運(yùn)營(yíng)線(xiàn)投入調(diào)試運(yùn)營(yíng)，至2005年5月31日，已安全可靠運(yùn)行883天，行駛156萬(wàn)公里，載人351萬(wàn)人次。2005年3月日本名古屋全長(zhǎng)9.2公里中低速磁浮列車(chē)“東部丘陵線(xiàn)”也順利投入載客運(yùn)營(yíng)。說(shuō)明作為人類(lèi)第六種運(yùn)輸方式的磁浮交通已經(jīng)誕生。磁浮列車(chē)的高速優(yōu)點(diǎn)使其最適用于長(zhǎng)距離，大流量的客運(yùn)線(xiàn)，但這種長(zhǎng)大干線(xiàn)的需求全世界都很有限。從世界與我國(guó)快速交通的發(fā)展看，城市交通的需求要大得多，如我國(guó)的長(zhǎng)江，珠江與京津唐三角洲地區(qū)。作為磁浮交通，美國(guó)、德國(guó)在積極研究這方面應(yīng)用的可能性，上海示范線(xiàn)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(chē)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(yíng)速度及旅行速度，減少旅行時(shí)間，從而成為一種有競(jìng)爭(zhēng)力的交通方式。磁浮列車(chē)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(chē)駛過(guò)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(guó)噪聲研究所的測(cè)試結(jié)果。（2）德國(guó)蒂森-克虜伯公司在德國(guó)TVE試驗(yàn)線(xiàn)上的測(cè)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(chē)與輪軌列車(chē)加速能力比較我國(guó)近年來(lái)城市軌道交通需求急劇增長(zhǎng)，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(lái)。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(zhǎng)（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(jìng)爭(zhēng)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(guó)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(guó)Transrapid高速磁浮列車(chē)，日本HSST中低速磁浮列車(chē)，日本MLX超導(dǎo)磁浮列車(chē)?？稍诮趦?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(kāi)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(guò)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(kāi)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(chē)上與地面上均敷設(shè)永久磁體，依靠?jī)烧咧g的吸力或斥力實(shí)現(xiàn)懸浮與導(dǎo)向。（3）車(chē)上裝有永久磁體，地面導(dǎo)軌上鋪設(shè)懸浮用導(dǎo)電板，車(chē)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(chē)懸浮。已進(jìn)行研制的Magplane,UrbanMaglev與Magnemotion系統(tǒng)經(jīng)過(guò)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(xiàn)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(chē)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?lái)達(dá)到實(shí)用要做大量研究發(fā)展工作。采用永久磁體沿線(xiàn)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)?，磁浮列?chē)不是磁浮軸承，磁浮軸承可將磁場(chǎng)放在地面上，磁浮列車(chē)若將磁場(chǎng)放在地面上，形成幾十公里至上千公里長(zhǎng)的有磁軌道，其造價(jià)與運(yùn)行都將難于接受。德國(guó)Transrapid高速磁懸浮列車(chē)的基本結(jié)構(gòu)T-形導(dǎo)向軌（安裝有鐵磁芯片）車(chē)上常規(guī)電磁鐵用于懸浮和導(dǎo)向控制傳統(tǒng)長(zhǎng)定子同步直線(xiàn)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(kāi)關(guān)切斷電機(jī)段控制開(kāi)關(guān)切斷電機(jī)供電段能量供給無(wú)線(xiàn)傳輸無(wú)線(xiàn)傳輸軌道控制車(chē)輛控制開(kāi)關(guān)控制TR07在EMSLAND德國(guó)高速磁懸浮列車(chē)的主要優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

高速度完全無(wú)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(chē)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(xiàn)上運(yùn)行的磁浮列車(chē)上海磁浮列車(chē)維修基地

上海磁浮線(xiàn)達(dá)到430公里/時(shí)日本HSST中低速磁浮列車(chē)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(chǎng)交通工具著手進(jìn)行了開(kāi)發(fā)HSST-01懸浮行駛成功在科學(xué)萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)、交通博覽會(huì)、橫濱萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)等博覽會(huì)上，HSST-03~05號(hào)車(chē)輛運(yùn)行，累計(jì)輸送人員大約三百萬(wàn)人次成立了中部HSST開(kāi)發(fā)株式會(huì)社在名古屋市大江實(shí)驗(yàn)線(xiàn)的試驗(yàn)行駛開(kāi)始東部丘陵線(xiàn)采用機(jī)型選定委員會(huì)提出了HSST最為合適的意見(jiàn)成立了愛(ài)知高速交通株式會(huì)社

懸浮方式對(duì)設(shè)置在車(chē)上的線(xiàn)圈使用直流電流進(jìn)行勵(lì)磁，通過(guò)對(duì)固定在地面的鐵板的吸引力實(shí)現(xiàn)懸浮。通過(guò)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