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(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,屬吸力懸浮系統(tǒng),并主要應(yīng)用于德國常導(dǎo)磁懸浮列車系列.(左圖)電力懸浮系統(tǒng)：將磁鐵使用在運(yùn)動(dòng)的機(jī)車上以在導(dǎo)軌上產(chǎn)生感應(yīng)電流,進(jìn)而產(chǎn)生電磁斥力以支撐和導(dǎo)向列車.屬斥力懸浮系統(tǒng),并主要應(yīng)用于日本超導(dǎo)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(gè)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(chǎn)生電動(dòng)斥力來實(shí)現(xiàn).導(dǎo)向系統(tǒng):主要依賴于軌道側(cè)壁線圈和車載電磁鐵相互作用來實(shí)現(xiàn).動(dòng)力系統(tǒng):根據(jù)Maxwell電磁場(chǎng)動(dòng)力學(xué)理論,采用直線電機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng),并借助于在運(yùn)行過程中產(chǎn)生電磁推力來推動(dòng)和維持列車運(yùn)行.1.懸浮系統(tǒng)Meissner效應(yīng):當(dāng)金屬處在超導(dǎo)狀態(tài)時(shí),超導(dǎo)體表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,進(jìn)而產(chǎn)生附加磁場(chǎng)與外部磁場(chǎng)抵消,內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.此時(shí)附加場(chǎng)和外部場(chǎng)相作用產(chǎn)生的電磁斥力可以將超導(dǎo)體懸起.超導(dǎo)體的兩個(gè)重要特性：零電阻和抗磁性。實(shí)際模型在列車每節(jié)車廂兩側(cè)底側(cè),裝載有6~8個(gè)超導(dǎo)磁體,并通過液氦作為冷卻系統(tǒng).當(dāng)列車起到或進(jìn)站時(shí),列車依靠車輪行駛,隨著列車加速,導(dǎo)軌線圈通電,

根據(jù)Meissner效應(yīng),車與軌之間產(chǎn)生電動(dòng)斥力,(數(shù)量級(jí)為103N/m2)從而實(shí)現(xiàn)懸浮.2.懸浮系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)依靠軌道兩側(cè)的線圈,按照實(shí)際所需的橫向傾角的大小,對(duì)線圈中的交變電流進(jìn)行調(diào)節(jié),進(jìn)而提供所需的導(dǎo)向力.假設(shè)轉(zhuǎn)子受到擾動(dòng)，偏離其參考位置，這時(shí)傳感器檢測(cè)出轉(zhuǎn)子偏離參考點(diǎn)的位移，控制器將檢測(cè)的位移變換成控制信號(hào)，然后功率放大器將信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制電流，并在執(zhí)行磁鐵中產(chǎn)生磁力，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子返回到原來平衡位置。因此，不論轉(zhuǎn)子受到哪個(gè)方向的擾動(dòng)，轉(zhuǎn)子始終能處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。3.動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)直觀模擬:軌道兩側(cè)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(shí),車頭的磁鐵（N極）被軌道上靠前一點(diǎn)的電磁體（S極）所吸引,同時(shí)被軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（N極）所排斥,使列車前進(jìn)。然后在線圈里流動(dòng)的電流反向,其結(jié)果就是原來那個(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。

性能比較(一)1.安全:

不會(huì)脫軌； 單向行駛，不會(huì)相撞。2.最大優(yōu)勢(shì)--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(duì)線路的平整度、路基下沉量及道岔結(jié)構(gòu)方面的要求要比普通列車高.磁懸浮列車的技術(shù)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(yīng),懸浮能耗較高.成本方面，維修保養(yǎng)以及能耗等費(fèi)用較普通列車高。但總而之,由于其高效的運(yùn)輸能力和優(yōu)越性能,磁懸浮列車還會(huì)有很大空間