电磁学在工程技术中的应用.doc

电磁学原理在工程技术中的应用 尚永军(11) (黑龙江科技学院 电气与信息工程学院 电气10-6班) 摘要:电磁学在我们的生活中应用的十分广泛，电磁学在磁悬浮列车（MAGLEV）上的应用是电磁在工程技术上达到了一个新的高潮。磁悬浮列车是一种新型的高速有轨地面运输系统，开创了铁路运输史上的新时代。论述磁悬浮列车应用电磁学的基本原理，探讨一些有待进一步完善的方面，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，常导型，超导型 The principle of electromagnetism applications in engineering Shang Yongjun（11） Heilongjiang Insitute of Science and Technology Institute of electrical and information engineering electrical(6)class Abstract：Electromagnetism in our life application is very extensive, electromagnetism in MAGLEV train（磁悬浮列车） application in engineering technologies are electromagnetic met a new high. Maglev train is a new high-speed rail ground transportation system, pioneered the railway transport in the history of new era. Discusses maglev train, the basic principle of application electromagnetism about some of the aspects should be further improved, and gives corresponding Suggestions finally the development prospect is evaluated. Key words：Maglev, superconducting, friction,normal conduction，supperconduction 0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。 1 磁悬浮列车的工作原理 磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成，尽管可以使用与磁力无关的推进系统，但在目前的绝大部分设计中，这三部分的功能均由磁力来完成。 1.1磁悬浮列车悬浮原理 磁悬浮列车是一种利用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。简单地说，排斥力使列车悬起来、吸引力让列车开动。目前磁悬浮列车依据吸力和斥力可分为两种。 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。 （如图日本采用的斥力EDS系统和德国采用的吸力EMS系统） 1.2磁悬浮列车推进原理 通俗的讲就是，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。当列车前进时，在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了，反之亦然。这样，列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速，通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。 超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