磁懸浮列車綜述

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1、磁懸浮列車綜述磁懸浮技術(shù)的研究源丁德國(guó)，早在1922年HermannKemper先生就提出了電磁懸浮原理，并于1934年申請(qǐng)了磁浮列車的專利。進(jìn)入70年代以后，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，徳國(guó)、H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)。根據(jù)當(dāng)吋輪軌極限速度的理論，科研工作者們認(rèn)為，輪軌方式運(yùn)輸所能達(dá)到的極限速度為每小時(shí)350公里左右，要想超越這一速度運(yùn)行，必須采取不依賴于輪軌的新式運(yùn)輸系統(tǒng)。這種認(rèn)識(shí)引起許多國(guó)家的科研部門的興趣，但后來(lái)都中途放棄，F(xiàn)I前只有徳國(guó)

2、和口本仍在繼續(xù)進(jìn)行磁懸浮系統(tǒng)的研究，并均取得了令世人矚目的進(jìn)展。徳國(guó)開發(fā)的磁懸浮列車Transrapid于1989年在埃姆斯蘭試驗(yàn)線上達(dá)到每小時(shí)436公里的速度。F1本開發(fā)的磁懸浮列車MAGLEV(Magnetical1yLevitatedTrains)于1997年12月在山梨縣的試驗(yàn)線上創(chuàng)造出每小時(shí)550公里的世界最高記錄。徳國(guó)和H本兩國(guó)在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期反復(fù)的論證Z后，均認(rèn)為冇可能于下個(gè)世紀(jì)屮葉以而使磁懸浮列車在木國(guó)投入運(yùn)營(yíng)。一、什么是磁懸浮列車磁懸浮列車實(shí)際上是依靠電磁吸力或電動(dòng)斥力將列車懸浮于空屮并進(jìn)行導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)列車與地面軌道間的無(wú)機(jī)械接觸，再利

3、用線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車運(yùn)行。雖然磁懸浮列車仍然屬于陸上有軌交通運(yùn)輸系統(tǒng)，并保留了軌道、道岔和車輛轉(zhuǎn)向架及懸掛系統(tǒng)等許多傳統(tǒng)機(jī)車車輛的特點(diǎn)，但由于列車在牽引運(yùn)行時(shí)與軌道之間無(wú)機(jī)械接觸，因此從根本上克服了傳統(tǒng)列車輪軌粘著限制、機(jī)械噪聲和磨損等問(wèn)題,所以它也許會(huì)成為人們夢(mèng)寐以求的理想陸上交通工具。二、磁懸浮列車的種類磁懸浮列車分為常導(dǎo)型和超導(dǎo)型兩大類。常導(dǎo)型也稱常導(dǎo)磁吸型，以徳國(guó)高速常導(dǎo)磁浮列車Transrapid為代表，它是利用普通直流電磁鐵電磁吸力的原理將列車懸起，懸浮的氣隙較小，一般為10毫米左右。常導(dǎo)型高速磁懸浮列車的速度可達(dá)每小時(shí)400^500公

4、里，適合于城市間的長(zhǎng)距離快速運(yùn)輸。而超導(dǎo)型磁懸浮列車也稱超導(dǎo)磁斥型，以口本MAGLEV為代表。它是利用超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)，列車運(yùn)行時(shí)與布置在地而上的線圈相互作用，產(chǎn)生電動(dòng)斥力將列車懸起，懸浮氣隙較大，一般為100毫米左右，速度可達(dá)每小時(shí)500公里以上。這兩種磁懸浮列車各有優(yōu)缺點(diǎn)和不同的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，德國(guó)青睞前者，集屮精力研制常導(dǎo)高速磁懸浮技術(shù)；而日本則看好后者，全力投入高速超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)之中。1.德國(guó)的常導(dǎo)磁懸浮列車常導(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)向電磁鐵的電磁吸力，與地面軌道兩側(cè)的繞組發(fā)生磁鐵反作用將列車浮起。在車輛下部的導(dǎo)向

5、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(guò)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)。常導(dǎo)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)

6、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)繞組捉供三相調(diào)頻調(diào)幅電力時(shí),市于屯磁感應(yīng)作用承載系統(tǒng)連同列車一起就像屯機(jī)的“轉(zhuǎn)子”i樣被推動(dòng)做宜線運(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)。2.日本的超導(dǎo)磁懸浮列車超導(dǎo)磁懸浮列車的最主要特征就是其超導(dǎo)元件在相當(dāng)?shù)偷臏囟认滤哂械耐耆珜?dǎo)電性和完全抗磁性。超導(dǎo)磁鐵是由超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)線圈構(gòu)成，它不僅電流阻力為零，而冃可以傳導(dǎo)普通導(dǎo)線根本無(wú)法比擬的強(qiáng)大電流，這種特性使英能夠制成體積小功率強(qiáng)人的屯磁鐵。超導(dǎo)磁懸浮列車的車輛上裝有車載超導(dǎo)磁體并構(gòu)成感應(yīng)動(dòng)力集成設(shè)備，而列車的驅(qū)動(dòng)繞組和懸

7、浮導(dǎo)向繞組均安裝在地而導(dǎo)軌兩側(cè)，車輛上的感應(yīng)動(dòng)力集成設(shè)備，由動(dòng)力集成繞組、感應(yīng)動(dòng)力集成超導(dǎo)磁鐵和懸浮導(dǎo)向超導(dǎo)磁鐵三部分組成。當(dāng)向軌道兩側(cè)的馭動(dòng)繞組提供與車輛速度頻率和一致的三和交流電時(shí)，就會(huì)產(chǎn)牛一個(gè)移動(dòng)的電磁場(chǎng)，因而在列車導(dǎo)軌上產(chǎn)生磁波，這時(shí)列車上的車載超導(dǎo)磁休就會(huì)受到一個(gè)與移動(dòng)磁場(chǎng)相同步的推力，正是這種推力推動(dòng)列車前進(jìn)。其原理就像沖浪運(yùn)動(dòng)一樣，沖浪者是站在波浪的頂峰并由波浪推動(dòng)他快速前進(jìn)的。與沖浪者所面對(duì)的難題相同，超導(dǎo)磁懸浮列車要處理的也是如何才能準(zhǔn)確地駕馭在移動(dòng)電磁波的頂峰運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。為此，在地面導(dǎo)軌上安裝有探測(cè)車輛位置的高精度儀器,根據(jù)探

8、測(cè)儀傳來(lái)的信息調(diào)整三相交流電的供流方式，精確地控制電磁波形以使列車能良好地運(yùn)行。超導(dǎo)磁懸浮列車也是由沿線分布的變電所向地面導(dǎo)軌兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)