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磁悬浮列车及其应用的电磁场知识 磁悬浮列车的优缺点 磁悬浮列车的发展前景 磁悬浮列车的分类 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，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。 一、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。 二、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 三、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。 四、超导现象 超导物质当温度降低到绝对零度附近时，其电阻率会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。当电流通过时，电路中几乎没有电能的损失，同时电路中将产生强磁场。 磁悬浮技术也是高速新型永磁电动式悬浮列车的关键技术之一，按悬浮原理来分有常导磁吸式（即电磁式）和超导磁斥式（即电动式）两种悬浮方案。常导磁吸式列车利用安装在车上的常导电磁铁与路轨进行磁悬浮和导向控制，超导磁斥式列车采用安装在车上的低温超导线圈和轨道两侧沿线安装的“G”字型常导零磁通线圈实现悬浮和导向。 悬浮方式 车载磁体 悬浮特点 路轨铺设 技术特点 电磁式悬浮 超导或常导 静止时仍可悬浮，但静态不稳定，悬浮气隙较小 硅钢片 悬浮气隙 控制 电动式悬浮 超导 静止或低速时需轮子支撑，起浮后静态稳定，悬浮气隙大 铝板或 短路线圈 超导磁体 制造 安全: 不会脱轨； 单向行驶，不会相撞 最大优势——高速 电磁辐射小 噪声小 1、能耗低，环保 采用电力驱动，无需燃油，无有害气体排放。 2、转弯半径小，爬坡能力强 磁悬浮列车具有较高的爬坡能力(10% ，而一般铁路为3% ) 和较小的曲线半径(速度300 km/h 时，磁悬浮铁路为R 2350m ，传统铁路为R 3350m ) ，因而其线路对地形的适应性非常灵活。 3、乘坐舒适、启动快、制动快 1、磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向、驱动和制动功能的，如何保证断电后的磁悬浮以及断电后列车的制动是一个很重要的问题。 2、常导磁悬浮技术对线路的平整度、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，故冷却系统较重。 北京八达岭建造全长为2. 1 km 的拥有我国自主知识产权的中国第1 条中低速磁悬浮列车旅游运营线。试验线全长204m，包括一段40‰的坡道和100 m 半径的弯道，设计时速可达150 km～180 km，运行时速为60 km。 世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车。建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需8分钟。上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。 随着计算机技术、自动控制技术和电子集成技术的发展，磁悬浮列车的技术性能将得到进一步的完善。超导材料和超低温技术的发展使建造磁悬浮列车的成本可能大幅下降，技术及性能都会不断地提高。 作为一种安全、快速、舒适的“绿色交通工具”，随着国际社会对人类赖以生存的地球的环保意识的不断加强，磁悬浮列车必将得到不断的普及，这意味着杭州到上海只需要20分钟时间。我们有理由相信磁悬浮列车将成为21 世纪人类理想的交通工具，有非常广阔的发展前景。