磁悬浮列车原理

1、电磁学讨论组第二组电磁学讨论组第二组 PPT成果汇报成果汇报 2014.11.16 安师大物理与电子信息学院安师大物理与电子信息学院13级物理学级物理学 主讲人：孙瑞主讲人：孙瑞 主持人：周胜林主持人：周胜林 讨论题：讨论题： 浅谈空中列车浅谈空中列车-磁悬浮原理磁悬浮原理 组长：童大振组长：童大振 Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 浅浅 谈谈 空中列车空中列车-磁悬浮磁悬浮 原原 理理 电磁学讨论组第一组汇报电磁学讨论组第一组汇报 Tankertanker Design Tankertanker Desig

2、n Tankertanker Design 引引 言言 常用交通工具速度比较常用交通工具速度比较 hkm/350 hkm/100 hkm /90 hkm /120 hkm/380 hkm/430 Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 简简 介介 磁悬浮技术磁悬浮技术 德国德国EMS常导磁浮系统常导磁浮系统日本的日本的EDS超导磁浮系统超导磁浮系统 吸吸 力力斥力斥力 Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 简简 介介 上海磁悬浮上海磁

3、悬浮 世界上唯一条投入商业运营的高速磁悬浮列车世界上唯一条投入商业运营的高速磁悬浮列车 采用采用EMS（Electro Magnetic Suspension）常导磁）常导磁 浮系统浮系统 投入运营时间：投入运营时间：2002年年12月月31日日 29.863公里公里 投资投资89亿人民币亿人民币 普通席普通席贵宾席贵宾席 单程票单程票50元元100元元 往返票（往返票（7日内有日内有 效）效） 80元元160元元 Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 引引 言言 浦东机场浦东机场市区龙阳路市区龙阳路 min60

4、 min30 min8-7 km30 Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 目目 录录 悬浮系统 推进系统 导向系统 制动系统 Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 磁悬浮陀螺磁悬浮陀螺 原理原理： 同性相斥同性相斥 重力重力=磁力磁力 请观看组员演示磁悬浮陀螺！请观看组员演示磁悬浮陀螺！ 简简 介介 Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 1悬浮系统悬

5、浮系统 车体车体 轨道线圈轨道线圈 车身线圈车身线圈 轨道轨道悬浮系统悬浮系统 气隙传感器气隙传感器 轨道上的电磁铁和车身上的电轨道上的电磁铁和车身上的电 磁铁相互吸引磁铁相互吸引 气隙传感器作用气隙传感器作用： 感应轨道与车体的距离感应轨道与车体的距离 mm10 列车与轨道的距离始终保持列车与轨道的距离始终保持mm10 悬浮系统原理悬浮系统原理：N S Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 2推进系统推进系统 定子定子 转子转子 铁轨是相当于电动机的定铁轨是相当于电动机的定 子子 车体相当于电动机的转车体相当于

6、电动机的转 子子 车体：车体： 轨道：轨道： Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 2推进系统推进系统 车身线圈车身线圈 轨道线圈轨道线圈 推进系统推进系统NSNNSS 车体：车体： 轨道：轨道： 前拉后推前拉后推 原理：原理： NSNNSS NSNNSS 轨道：轨道： 切断电流切断电流 NSNNSS 车体：车体： v NSNNSS Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 2推进系统推进系统 车身线圈车身线圈 轨道线圈轨道线圈 推进系

7、统推进系统 原理：原理： 车体：车体： 车体：车体： NSNNSS 轨道：轨道： 小车依靠惯性行驶小车依靠惯性行驶 轨道：轨道： NSNNSS NSNNSS NSNNSS NSNNSS Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 3导向系统导向系统 火火 车车磁悬浮磁悬浮 Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 3导向系统导向系统 车身线圈车身线圈 轨道线圈轨道线圈 导向系统导向系统 NN 相互排斥相互排斥 使磁悬浮回到正常位使磁悬浮回到正

8、常位 置置 轨道线圈轨道线圈 车体线圈车体线圈 Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 4制动系统制动系统 第一种：电制动第一种：电制动 NSNNSS NSNNSS v 车体车体 轨道轨道 第二种：机械制动第二种：机械制动 第三种：落车制动第三种：落车制动 利用摩擦力原理制动利用摩擦力原理制动 改变电流大小，车体逐渐下落改变电流大小，车体逐渐下落 NSNNSS Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 优点与发展前景优点与发展前景 1.噪

9、音污染问题噪音污染问题 hkm/300 65分贝分贝 80分贝分贝 hkm/100 Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 优点与发展前景优点与发展前景 2.能耗问题能耗问题 800w 悬浮悬浮1吨吨 1600w 3200w Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 优点与发展前景优点与发展前景 3.磁辐射问题磁辐射问题 轨道线轨道线 圈圈 车体线圈车体线圈 磁力线闭合，散发到外面的磁场强度很弱磁力线闭合，散发到外面的磁场强度很弱 达到国

10、际标准要求达到国际标准要求 4.发展前景发展前景 中国正在研制超级磁悬浮列车，采用真空管设计，未来的时速可中国正在研制超级磁悬浮列车，采用真空管设计，未来的时速可 达到每小时达到每小时2900公里公里 N S Tankertanker Design Tankertanker Design Tankertanker Design 参考文献参考文献 1 胡赣娟胡赣娟. 磁悬浮列车的长定子同步直线电机电磁特性研究磁悬浮列车的长定子同步直线电机电磁特性研究D. 浙江浙江 大学硕士论文，大学硕士论文，2013（3） 2 郭芳郭芳. 用于磁悬浮列车的长定子同步直线电动机的电磁设计用于磁悬浮列车的长定子同步

11、直线电动机的电磁设计J.北北 京交通大学学报，京交通大学学报，2003（8） 3金志颖金志颖. EMS型磁悬浮列车电磁系统动态电磁场的有限元分析及其型磁悬浮列车电磁系统动态电磁场的有限元分析及其 悬浮于牵引力特性的研究悬浮于牵引力特性的研究J.中国电机工程学报中国电机工程学报.2004（3） 4 杨影杨影.磁浮列车的供电系统及推进控制系统磁浮列车的供电系统及推进控制系统J.城市轨道交通研究，城市轨道交通研究， 2003（5） 5 刘少克刘少克.德国磁悬浮列车德国磁悬浮列车TR07推进和制动系统推进和制动系统J.物理教学，物理教学，2011 （3） 6 施敏施敏.中低速磁悬浮列车制动电阻设置的探讨中低速磁悬浮列车制动电阻设置的探讨J.物理教学，物理教学，2011 （1） 7 范夕振范夕振