磁懸浮列車原理_磁懸浮列車原理圖解

　　磁懸浮列車是由無(wú)接觸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成的新型交通工具，磁懸浮列車分為超導(dǎo)型和常導(dǎo)型兩大類。簡(jiǎn)單地說，從內(nèi)部技術(shù)而言，兩者在系統(tǒng)上存在著是利用磁斥力、還是利用磁吸力的區(qū)別。從外部表象而言，兩者存在著速度上的區(qū)別：超導(dǎo)型磁懸浮列車最高時(shí)速可達(dá)500公里以上（高速輪軌列車的最高時(shí)速一般為300—350公里），在1000至1500公里的距離內(nèi)堪與航空競(jìng)爭(zhēng)；而常導(dǎo)型磁懸浮列車時(shí)速為400～500公里，它的中低速則比較適合于城市間的長(zhǎng)距離快速運(yùn)輸。

　　磁懸浮列車原理

　　磁懸浮列車?yán)秒姶朋w“同性相斥”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約1厘米處，騰空行駛，創(chuàng)造了近乎“零高度”空間飛行的奇跡。

　　磁懸浮列車由于磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式，故磁懸浮列車也有兩種相應(yīng)的形式：一種是利用磁鐵同性相斥原理而設(shè)計(jì)的電磁運(yùn)行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它利用車上超導(dǎo)體電磁鐵形成的磁場(chǎng)與軌道上線圈形成的磁場(chǎng)之間所產(chǎn)生的相斥力，使車體懸浮運(yùn)行的鐵路。

　　另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設(shè)計(jì)的電動(dòng)力運(yùn)行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它是在車體底部及兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部安裝磁鐵，在T形導(dǎo)軌的上方和伸臂部分下方分別設(shè)反作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導(dǎo)軌間保持10—15毫米的間隙，并使導(dǎo)軌鋼板的排斥力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于車道的導(dǎo)軌面上運(yùn)行。

　　磁懸浮列車原理圖解

　　磁懸浮列車?yán)谩巴韵喑?，異性相吸”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約1厘米處，騰空行駛，創(chuàng)造了近乎“零高度”空間飛行的奇跡。

　　相關(guān)介紹

　　磁懸浮列車是一種靠磁懸浮力（即磁的吸力和排斥力）來(lái)推動(dòng)的列車。由于其軌道的磁力使之懸浮在空中，行走時(shí)不需接觸地面，因此只有空氣的阻力。磁懸浮技術(shù)的研究源于德國(guó)，早在1922年德國(guó)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(qǐng)了磁懸浮列車的專利。1970年以后，隨著世界工業(yè)化國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷加強(qiáng)，為提高交通運(yùn)輸能力以適應(yīng)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，德國(guó)、日本、美國(guó)、加拿大、法國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼開始籌劃進(jìn)行磁懸浮運(yùn)輸系統(tǒng)的開發(fā)。2009年6月15日，國(guó)內(nèi)首列具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)用型中低速磁懸浮列車，在中國(guó)北車唐山軌道客車有限公司下線后完成列車調(diào)試，這標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)具備中低速磁懸浮列車產(chǎn)業(yè)化的制造能力。

　　系統(tǒng)組成：

　　磁懸浮列車主要由懸浮系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)三大部分組成。

　　1、懸浮系統(tǒng)

　　懸浮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以分為兩個(gè)方向，分別是德國(guó)所采用的常導(dǎo)型和日本所采用的超導(dǎo)型。從懸浮技術(shù)上講就是電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）和電力懸浮系統(tǒng)（EDS）。

　?。?）、EMS是一種吸力懸浮系統(tǒng)，是結(jié)合磁懸浮列車在機(jī)車上的電磁鐵和導(dǎo)軌上的鐵磁軌道相互排斥產(chǎn)生懸浮。常導(dǎo)磁懸浮列車工作時(shí)，首先調(diào)整車輛下部的懸浮和導(dǎo)向電磁鐵的電磁排斥力，與地面軌道兩側(cè)的繞組發(fā)生磁鐵反作用把列車浮起。在車輛下部的導(dǎo)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(shí)現(xiàn)輪軌在水平方向和垂直方向的無(wú)接觸支撐和無(wú)接觸導(dǎo)向。車輛與行車軌道之間的懸浮間隙為10毫米，是通過一套高精度電子調(diào)整系統(tǒng)得以保證的。此外由于懸浮和導(dǎo)向?qū)嶋H上與列車運(yùn)行速度無(wú)關(guān)，所以即使在停車狀態(tài)下列車仍然可以進(jìn)入懸浮狀態(tài)。

　?。?）、EDS把磁鐵使用在運(yùn)動(dòng)的機(jī)車上以在導(dǎo)軌上產(chǎn)生電流。由于機(jī)車和導(dǎo)軌的縫隙減少時(shí)電磁斥力會(huì)增大，從而產(chǎn)生的電磁斥力提供了穩(wěn)定的機(jī)車的支撐和導(dǎo)向。然而機(jī)車必須安裝類似車輪一樣的裝置對(duì)機(jī)車在“起飛”和“著陸”時(shí)進(jìn)行有效支撐，這是因?yàn)镋DS在機(jī)車速度低于大約25英里/小時(shí)無(wú)法保證懸浮。EDS系統(tǒng)在低溫超導(dǎo)技術(shù)下得到了更大的發(fā)展。

　　2、推進(jìn)系統(tǒng)

　　磁懸浮列車的驅(qū)動(dòng)運(yùn)用同步直線電動(dòng)機(jī)的原理。車輛下部支撐電磁鐵線圈的作用就像是同步直線電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈，地面軌道內(nèi)側(cè)的三相移動(dòng)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)繞組起到電樞的作用，它就像同步直線電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)定子繞組。從電動(dòng)機(jī)的工作原理可以知道，當(dāng)作為定子的電樞線圈有電時(shí)，由于電磁感應(yīng)而推動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣，當(dāng)沿線布置的變電所向軌道內(nèi)側(cè)的驅(qū)動(dòng)繞組提供三相調(diào)頻調(diào)幅電力時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用承載系統(tǒng)連同列車一起就像電機(jī)的“轉(zhuǎn)子”一樣被推動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)。從而在懸浮狀態(tài)下，列車可以完全實(shí)現(xiàn)非接觸的牽引和制動(dòng)。

　　3、導(dǎo)向系統(tǒng)

　　導(dǎo)向系統(tǒng)是一種測(cè)向力來(lái)保證懸浮的機(jī)車能夠沿著導(dǎo)軌的方向運(yùn)動(dòng)。必要的推力與懸浮力相類似，也可以分為引力和斥力。在機(jī)車底板上的同一塊電磁鐵可以同時(shí)為導(dǎo)向系統(tǒng)和懸浮系統(tǒng)提供動(dòng)力，也可以采用獨(dú)立的導(dǎo)向系統(tǒng)電磁鐵。優(yōu)缺點(diǎn)：

　　1、優(yōu)點(diǎn)

　　總的來(lái)說，磁懸浮列車具有高速、低噪音、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和舒適等優(yōu)點(diǎn)。

　　2、缺點(diǎn)

　?。?）由于磁懸浮系統(tǒng)是憑借電磁力來(lái)進(jìn)行懸浮，導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)功能的，一旦斷電，磁懸浮列車會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，因此斷電后磁懸浮的安全保障措施仍然沒有得到完全解決。（2）強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)人的健康，生態(tài)環(huán)境的平衡與電子產(chǎn)品的運(yùn)行影響仍需進(jìn)一步研究。