9.4磁懸浮列車工作原理

磁懸浮列車工作原理

（二）磁懸浮系統(tǒng)類型

電磁懸浮系統(tǒng)：依靠在機車上的電磁鐵和導軌上的鐵磁軌道相互吸引產生懸浮,屬吸力懸浮系統(tǒng),并主要應用于德國常導磁懸浮列車系列.(左圖)電力懸浮系統(tǒng)：將磁鐵使用在運動的機車上以在導軌上產生感應電流,進而產生電磁斥力以支撐和導向列車.屬斥力懸浮系統(tǒng),并主要應用于日本超導磁懸浮列車系列.(右圖)(三)工作原理

磁懸浮列車大體可分為三個部分:懸浮系統(tǒng):主要依靠軌道底部線圈和車載電磁鐵之間產生電動斥力來實現(xiàn).導向系統(tǒng):主要依賴于軌道側壁線圈和車載電磁鐵相互作用來實現(xiàn).動力系統(tǒng):根據(jù)Maxwell電磁場動力學理論,采用直線電機作為動力系統(tǒng),并借助于在運行過程中產生電磁推力來推動和維持列車運行.1.懸浮系統(tǒng)Meissner效應:當金屬處在超導狀態(tài)時,超導體表面產生感應電流,進而產生附加磁場與外部磁場抵消,內部的磁感應強度為零.此時附加場和外部場相作用產生的電磁斥力可以將超導體懸起.超導體的兩個重要特性：零電阻和抗磁性。實際模型在列車每節(jié)車廂兩側底側,裝載有6~8個超導磁體,并通過液氦作為冷卻系統(tǒng).當列車起到或進站時,列車依靠車輪行駛,隨著列車加速,導軌線圈通電,

根據(jù)Meissner效應,車與軌之間產生電動斥力,(數(shù)量級為103N/m2)從而實現(xiàn)懸浮.2.懸浮系統(tǒng)導向系統(tǒng)依靠軌道兩側的線圈,按照實際所需的橫向傾角的大小,對線圈中的交變電流進行調節(jié),進而提供所需的導向力.假設轉子受到擾動，偏離其參考位置，這時傳感器檢測出轉子偏離參考點的位移，控制器將檢測的位移變換成控制信號，然后功率放大器將信號轉換成控制電流，并在執(zhí)行磁鐵中產生磁力，從而驅動轉子返回到原來平衡位置。因此，不論轉子受到哪個方向的擾動，轉子始終能處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。3.動力推進系統(tǒng)直觀模擬:軌道兩側裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w，它與列車上的磁鐵相互作用。列車行駛時,車頭的磁鐵（N極）被軌道上靠前一點的電磁體（S極）所吸引,同時被軌道上稍后一點的電磁體（N極）所排斥,使列車前進。然后在線圈里流動的電流反向,其結果就是原來那個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換而得以持續(xù)向前奔馳。

性能比較(一)1.安全:

不會脫軌； 單向行駛，不會相撞。2.最大優(yōu)勢--高速性能比較(二)3.電磁輻射小4.噪聲小性能比較(三)磁懸浮列車的懸浮高度為10~100mm，因此對線路的平整度、路基下沉量及道岔結構方面的要求要比普通列車高.磁懸浮列車的技術要求比普通列車要高得多.車載冷卻系統(tǒng)重,且由于渦流效應,懸浮能耗較高.成本方面，維修保養(yǎng)以及能耗等費用較普通列車高。但總而之,由于其高效的運輸能力和優(yōu)越性能,磁懸浮列車還會有很大空間