磁悬浮列车综述

1、磁悬浮列车综述062081班 01108201 万力摘要：介绍两类磁悬浮列车的工作原理，将磁悬浮列车与传统列车进行比较，说明磁悬浮列车的优势与劣势，并给出相关建议，最终对其发展前景作出评价关键词：磁悬浮；超导；摩擦1 引言磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。磁悬浮理论于1929年由德国人首先提出。磁悬浮列车是目前陆地上最快的交通工具，它被认为是21世纪最有潜力的交通工具。关于它的研究一直处于世界科技领域前沿。在下文中，作者将给出关于磁悬浮列车的综合论述。2磁悬浮列车原理2.1磁悬浮列车悬浮原理目前磁悬浮列车依据吸力和斥力可分为两种，及日本采用的斥力EDS系

2、统和德国采用的吸力EMS系统。 电磁悬浮系统（EMS）是一种吸力悬浮系统，是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互排斥产生悬浮。常导磁悬浮列车工作时，首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁排斥力，与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下，使车轮与轨道保持一定的侧向距离，实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。电力悬浮系统（EDS）将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电流。由于机车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大，从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向。图1-1 日式与德式磁悬浮列车原理示意图2.2磁悬浮列车推进原理超

3、导磁悬浮列车推进系统：超导磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集成设备，而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧，车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成。当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时，就会产生一个移动的电磁场，因而在列车导轨上产生磁波，这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力，正是这种推力推动列车前进。常导磁悬浮列车推进系统：常导磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就象是同步直线电动机的励磁线圈，地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的

4、作用，它就象同步直线电动机的长定子绕组。从电动机的工作原理可以知道，当作为定子的电枢线圈有电时，由于电磁感应而推动电机的转子转动。同样，当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时，由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就象电机的“转子”一样被推动做直线运动。图1-2 磁悬浮列车推动原理示意图2.3磁悬浮列车导向原理车辆的导向是将位于两侧的悬浮线圈和导向线圈分别用电缆相连，当车辆在平面上偏离了导轨中心位置时，系统会自动使得导轨两侧的悬浮线圈和导向线圈的极性相同，并使得偏离侧的地面磁场与车体的超导磁场产生吸力，而靠近侧的地面磁场与车体磁场产生斥力，从而保持车体不偏离导轨的中心位置。

5、3超导超导指一些金属和合金在接近绝对零度时的温度下失去电阻。高温超导指在接近室温的温度下的超导。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。目前磁悬浮列车所用到的超导技术主要为液氦降温。4磁悬浮列车优点磁悬浮列车与传统列车相比有许多优点4.1速度快。普通列车行驶时，车轮与钢轨是紧紧贴在一起的，当列车高速行驶时，车轮与钢轨的阻力就大大增加。据计算，普通轮轨列车，最大时速为380 公里左右，而磁悬浮列车悬浮在轨道上方，和轨道之间没有直接接触，运行阻力大大减小，因此磁悬浮列车的最大时速可以达到500公里以上。4.2运行平稳，舒适。由于没

6、有传统列车与轨道接缝的连续撞击，列车基本无颠簸，运行平稳4.3无噪音。摩擦和撞击基本减为零，无论对于旅客或是对于铁路沿线人员来讲，都大大减小了噪声污染4.4不排除有害废气。磁悬浮列车采取电磁驱动，而不是传统列车的化学染料燃烧驱动，不产生有害废气，清洁无污染。4.5磁悬浮列车能耗低，据日本研究与实际试验的结果，在同为500公里时速下，磁悬浮列车每座位公里的能耗仅为飞机的13。5磁悬浮列车缺点5.1磁悬浮列车运营能力有限1磁悬浮列车技术与有轨列车技术不能兼容，乘客无法换乘，磁悬浮轨道无法划入常规铁道网络中。2磁悬浮列车目前岔道技术不成熟，只能单线运营，因此不适宜长距离运输。3 磁悬浮列车之间距离要

7、保证达到安全距离以上，且沿线供电能力有限，因此磁悬浮列车班次之间间隔有限，且不易改变，很难提高运力5.2磁悬浮列车存在一定环境危害1高速度所带来气动噪声500km/h是350km/h的12倍以上。2磁悬浮的电磁辐射是存在的，磁悬浮列车是数十万千瓦级的电磁场的辐射，电磁辐射能使人体内原有的电磁发生变异，干扰人体的生物钟，导致人体生态平衡紊乱和神经功能失调。5.3磁悬浮列车建设难 1磁悬浮列车两岸要建设隔离带，保证路况安全。占据空间非常大，不能很好利用空间资源。2磁悬浮列车对于轨道本身及地基要求很高，必须确保轨道基本平直3德式磁悬浮列车与轨道之间距离只有10毫米，要保持这一距离需要非常精准的控制系统4磁悬浮列车对于电力依赖很高，一旦断电，这种列车将失去运营能力。6对于磁悬浮列车的建议6.1磁悬浮列车转向半径：传统列车的转向的基本原理为利用支持力的水平分力提供向心力，磁悬浮列车的转向基本原理与前者一致，但可利用磁悬浮本身特点，可通过控制两边轨道的电力，改变其磁力大小，从而加大两边高度差，提供向心力，减小转向半径，提供列车灵活性6.2磁悬浮列车高架：利用磁悬浮列车一般需高架的原理，提高其高架程度，将空间区域纳入隔离区，有效利用空间7结论磁悬浮列车利用电磁转化，用互斥力或吸引力抵消重力，克服了常规列车应克服的摩擦力这一重大障碍，从而实