磁懸浮列車備課講稿

磁懸浮列車（一）應用背景1922HermannKemper提出電磁懸浮原理

早在1922年德國工程師赫爾曼·肯佩爾就提出了電磁懸浮原理，并于1934年申請了磁懸浮列車的專利。1970’s,工業(yè)化發(fā)展要求提高運輸能力（二）磁懸浮系統(tǒng)類型

電磁懸浮系統(tǒng)（ElectroMagneticSystem）:依靠在機車上的電磁鐵和導軌上的鐵磁軌道相互吸引產(chǎn)生懸浮,屬吸力懸浮系統(tǒng),并主要應用于德國常導磁懸浮列車系列.(左圖)電力懸浮系統(tǒng)（ElectroDynamicSystem）:將磁鐵使用在運動的機車上以在導軌上產(chǎn)生感應電流,進而產(chǎn)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(chǎn)生電動斥力來實現(xiàn).導向系統(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(chǎn)生電磁推力來推動和維持列車運行.實際模型在列車每節(jié)車廂兩側(cè)底側(cè),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(chǎn)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(cè)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(diào)節(jié),進而提供所需的導向力.假設轉(zhuǎn)子受到擾動，偏離其參考位置，這時傳感器檢測出轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換成控制電流，并在執(zhí)行磁鐵中產(chǎn)生磁力，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子返回到原來平衡位置。因此，不論轉(zhuǎn)子受到哪個方向的擾動，轉(zhuǎn)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(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,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(jié)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(zhuǎn)換而得以持續(xù)向前奔馳。

直線電機直線同步電機:其初級繞組沿軌道鋪設,次級繞組安裝在車體上,在初級繞組中通入三相交流電,氣隙中產(chǎn)生平移磁場,該磁場切割次級導體,產(chǎn)生電磁感應,誘發(fā)磁場,該磁場與原有平移磁場方向相反,最終在路軌和車體間產(chǎn)生電磁推力.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(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,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