磁悬浮列车技术论文.doc

磁悬浮列车技术 苏州科技学院天平学院 陈耀1330117102 【摘要】:磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。磁悬浮技术的研究源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。1970年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。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。不同于传统列车利用车轮与钢轨之间的粘着力使列车前进。磁悬浮列车运行时与轨道保持10mm或者100mm的间隙，从根本上克服了传统列车轮轨黏着限制、机械噪声和磨损等问题，是一种新型的运载工具，其时速远远超过传动列车。 【关键词】：悬浮、推进、导向、创新 【正文】 一、工作原理 磁悬浮列车利用电磁体“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹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。下面分别对这三分所采用的技术进行介绍。导向系统 悬浮系统 　　 推进系统 磁悬浮列车的优势及存在的问题 作为目前最快速的地面交通工具，磁悬浮列车技术的确有着其他地面交通技术无法比拟的优势： 第一，它克服了传统轮轨铁路提高速度的主要障碍，发展前景广阔。第二，磁悬浮列车速度高，常导磁悬浮可达到400~500km/h，超导磁悬浮可达到500~600km/h。第三，磁悬浮列车能耗低，据日本研究与实际试验的结果，在同为500km时速下，磁悬浮列车每作为公立的能耗仅为飞机的1/3。据德国试验，当TR磁悬浮列车时速道道400km时，其每座位公里能耗与时速300km的高速轮轨列车持平；而当磁悬浮列车时速也降到300km时，它的每座位公里能耗可比轮轨铁路低33%。 尽管磁悬浮列车技术上有上述的许多优点，但仍然存在一些不足： 1、由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后磁悬浮的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的重要问题。其高速稳定性和可靠性还需要很长时间的运行考验。 2、常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。 3、超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大，对冷却系统的要求高，强磁场对人体与环境都有影响。 此外还有工程上的问题。首先，磁悬浮铁路的造价十分昂贵，每公里造价约需3~4亿人民币。其次，磁悬浮铁路无法利用已有的铁路，必须全部重新建设。由于磁悬浮列车与常规铁路在原理、技术等方面完全不同，因此难以在原有设备的基础上进行利用和常规改造。 磁悬浮技术的应用 磁悬浮技术主要应用在运载技术上，它不仅能够用于地面运载，也可以用于海上运载，还能用于垂直发射，如美国就在实现用磁悬浮技术发射火箭。磁悬浮在直线驱动、低温超导、电力电子、计算机控制与信息技术、医疗等多个领域都有极重要的价值。概括地说，它既是一种能带动众多高新技术发展的基础科学，又是一种具有极广泛前景的应用技术。 创新要点 传统列车是利用车轮与钢轨之间的粘着力使列车前进的，它的粘着系数随着列车的速度增加而减少，走行阻力随列车速度的增加而增加，当车速增至粘着系数曲线和走形阻力曲线的交点时就达到了极限。磁悬浮列车采用了无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统，减少了噪音、振动、车轮和钢轨的磨损，故能达到更加高更加稳定的运行速度。磁悬浮列车的悬浮系统，驱动系统和导向系统都是新型技术。 五、创新技法 磁悬浮列车的发明使用了变元发明法、形态分析法和信息交合法等创新技法。 【结论】磁悬浮列车的出现，是发明者们充分的利用创新技法，在原有的传统的列车的基础上通过创新改变产生的新型的运载工具。磁悬浮列车通过悬浮技术，大大的增加了列车的行驶速度，拥有很好的前景，但是在现在的现实情况看来，想大规模的使用还有一定的难度。经过不断事件与实验，相信不久之后在科学家的努力之下，当磁悬浮列车的成本降低到能够大规模使用的情况下，磁悬浮列车肯定会走进我们的生活。 【致谢】感谢朱树先老师的教导，老师在前面辛苦的讲课，我们却在下面舒服的坐着。师的耐心教导才让我们对产品技术创新有了一定的了解，谢谢老师，老师辛苦了。 【参考文献】 杨华健 著 《产品技术创新》 中南大学出版社