磁悬浮列车的原理.ppt

磁悬浮列车 相关内容 一、电磁感应现象 二、法拉第电磁感应定律 三、楞次定律 四、超导现象 电磁感应现象 无论采用什么方式，只要引起穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中一定产生感应电流，电流大小由回路电阻和感应电动势的大小决定。 法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 E=n??/?t 楞次定律 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 超导现象 金属的电阻率随温度的降低而减小。有些物质当温度降低到绝对零度附近时，它们的电阻率回突然减小到无法测量的程度，可以认为它们的电阻突然变为零。 当电流通过超导材料时，电路中几乎没有电能的损失，同时电路中将产生强磁场。 什么是磁悬浮 磁悬浮列车综述（一） 磁悬浮技术的研究源于德国，早在1922年Hermann Kemper先生就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁浮列车的专利。 70年代以后，根据当时轮轨极限速度的理论，科研工作者们认为，轮轨方式运输所能达到的极限速度为每小时350公里左右，要想超越这一速度运行，必须采取不依赖于轮轨的新式运输系统。 磁悬浮列车综述（二） 德国开发的磁悬浮列车Transrapid于1989年在埃姆斯兰试验线上达到436km/h的速度。日本开发的磁悬浮列车MAGLEV (Magnetically Levitated Trains)于1997年12月在山梨县的试验线上创造出550km/h的世界最高纪录。 磁悬浮列车综述（三） 虽然磁悬浮列车仍然属于陆上有轨交通运输系统，并保留了轨道、道岔和车辆转向架及悬挂系统等许多传统机车车辆的特点，但由于列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触，因此从根本上克服了传统列车轮轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题，所以它也许会成为人们梦寐以求的理想陆上交通工具。 磁悬浮列车的原理（一） 稍有物理知识的人都知道：把两块磁铁相同的一极靠近，它们就相互排斥，反之，把相反的一极靠近，它们就互相吸引。 磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道间的无机械接触，大大减小运行阻力，达到高速运行的目的。 磁悬浮列车的原理（二） 磁悬浮列车采用长定子同步直流电机将电供至地面线圈，驱动列车高速行驶。 磁悬浮列车主要依靠电磁力来实现传统铁路中的支撑、导向、牵引和制动功能。列车在运行过程中，与轨道保持一定距离，处于一种“若即若离”的状态。 磁悬浮列车的种类 由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有两种相应的种类。 常导磁吸型和超导磁斥型 这两种磁悬浮列车各有优缺点和不同的经济技术指标，德国青睐前者，集中精力研制常导高速磁悬浮技术;而日本则看好后者，全力投入高速超导磁悬浮技术之中。 常导磁吸型 常导型也称常导磁吸型，以德国高速常导磁浮列车transrapid为代表，它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的间隙较小，一般为10mm左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达400～500km/h，适合于城市间的长距离快速运输。 在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10─15mm的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。 驱动原理 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作用，它就象同步直线电动机的长定子绕组。 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，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。 超导磁斥型 超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮间隙较大，一般为100mm左右，速度可达500km/h以上。 随着超导和高温超导热的出现，推动了超导磁悬浮列车的研制。这种超导磁悬浮列车利用超导磁石使车体上浮，通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。 超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性。超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成，它不仅电流阻力为零，而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流，这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁。 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，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，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。 驱动原理 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