《電子技術(shù)應(yīng)用》
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磁懸浮技術(shù)原理及磁懸浮列車(chē)工作原理分析及簡(jiǎn)介
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摘要: 磁懸浮列車(chē)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(chē)分為超導(dǎo)型和常導(dǎo)型兩大類(lèi)。簡(jiǎn)單地說(shuō),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(chē)最高時(shí)速可達(dá)500公里以上(高速輪軌列車(chē)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(chē)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。
Abstract:
Key words :

 

什么是磁懸浮列車(chē)" title="磁懸浮列車(chē)">磁懸浮列車(chē)?

  磁懸浮列車(chē)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(chē)分為超導(dǎo)型和常導(dǎo)型兩大類(lèi)。簡(jiǎn)單地說(shuō),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(chē)最高時(shí)速可達(dá)500公里以上(高速輪軌列車(chē)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(chē)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。

  上海磁懸浮列車(chē)是“常導(dǎo)磁吸型”(簡(jiǎn)稱(chēng)“常導(dǎo)型”)磁懸浮列車(chē)。

磁懸浮列車(chē)技術(shù)基礎(chǔ)

  磁懸浮列車(chē)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,見(jiàn)圖。盡管可以使用與磁力無(wú)關(guān)的推進(jìn)系統(tǒng),但在目前的絕大部分設(shè)計(jì)中,這三部分的功能均由磁力來(lái)完成。

磁懸浮列車(chē)工作原理

  磁懸浮列車(chē)?yán)?ldquo;同性相斥,異性相吸”的原理,讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力,使車(chē)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(chē)是怎樣運(yùn)行的?

  磁懸浮列車(chē)是利用磁極吸引力和排斥力的高科技交通工具。

  排斥力使列車(chē)懸起來(lái),吸引力讓列車(chē)開(kāi)動(dòng)。

  磁懸浮列車(chē)車(chē)廂上裝有超導(dǎo)磁鐵,鐵路底部安裝線(xiàn)圈。通電后,地面線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性與車(chē)廂的電磁體極性總保持相同,兩者“同性相斥”。

  排斥力使列車(chē)懸浮起來(lái),常規(guī)機(jī)車(chē)的動(dòng)力來(lái)自于機(jī)車(chē)頭" title="機(jī)車(chē)頭">機(jī)車(chē)頭,磁懸浮列車(chē)的動(dòng)力來(lái)自于軌道。軌道兩側(cè)裝有線(xiàn)圈,交流電使線(xiàn)圈變?yōu)殡姶朋w,它與列車(chē)上的磁鐵相互作用。列車(chē)行駛時(shí),車(chē)頭的磁鐵(N極)被軌道上靠前一點(diǎn)的電磁體(S極)所吸引,同時(shí)被軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體(N極)所排斥———結(jié)果是前面“拉”,后面“推”,使列車(chē)前進(jìn)。

  

  當(dāng)?shù)搅熊?chē)達(dá)圖所標(biāo)的位置時(shí),在線(xiàn)圈里流動(dòng)的電流流向就反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)了。其結(jié)果就是原來(lái)那個(gè)S極線(xiàn)圈,現(xiàn)在變?yōu)镹極線(xiàn)圈了,反之亦然。

  當(dāng)?shù)搅熊?chē)達(dá)圖所標(biāo)的位置時(shí),在線(xiàn)圈里流動(dòng)的電流流向就反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)了。其結(jié)果就是原來(lái)那個(gè)S極線(xiàn)圈,現(xiàn)在變?yōu)镹極線(xiàn)圈了,反之亦然。

  直線(xiàn)同步電機(jī):其初級(jí)繞組沿軌道鋪設(shè),次級(jí)繞組安裝在車(chē)體上, 在初級(jí)繞組中通入三相交流電, 氣隙中產(chǎn)生平移磁場(chǎng),該磁場(chǎng)切割次級(jí)導(dǎo)體, 產(chǎn)生電磁感應(yīng), 誘發(fā)磁場(chǎng),該磁場(chǎng)與原有平移磁場(chǎng)方向相反,最終在路軌和車(chē)體間產(chǎn)生電磁推力.

磁懸浮列車(chē)的優(yōu)勢(shì)

  1、它克服了傳統(tǒng)輪軌鐵路提高速度的主要障礙,發(fā)展前景廣闊

  2、磁懸浮列車(chē)速度高

  3、磁懸浮列車(chē)能耗低

目前存在的技術(shù)問(wèn)題

  盡管磁懸浮列車(chē)技術(shù)有上述的許多優(yōu)點(diǎn),但仍然存在一些不足:

  1、由于磁懸浮系統(tǒng)是以電磁力" title="電磁力">電磁力完成懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)功能的,斷電后磁懸浮的安全保障" title="安全保障">安全保障措施,尤其是列車(chē)停電后的制動(dòng)問(wèn)題仍然是要解決的問(wèn)題。其高速穩(wěn)定性和可靠性還需很長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行考驗(yàn)。

  2、常導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的懸浮高度較低,因此對(duì)線(xiàn)路的平整度、路基下沉量及道岔結(jié)構(gòu)方面的要求較超導(dǎo)技術(shù)更高。

  3、超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)由于渦流效應(yīng)懸浮能耗較常導(dǎo)技術(shù)更大,冷卻系統(tǒng)重,強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)人體與環(huán)境都有影響。

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