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磁悬浮列车 电子091 王丽珏 0908140502 一.磁悬浮列车产生的条件 进入70年代以后，随着科技的进步，社会生产力的发展，世界工业化国家经济实力的不断加强，必须提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，而人们急需一种比现在的火车跑得更快的新型车辆来节省花费在路上的时间。 一.磁悬浮列车产生的条件 而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350km／h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，于是德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。 二.磁悬浮列车简介 磁悬浮技术的研究源于德国。早在1922年，德国学者HermannKeper就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁浮列车的专利。目前只有德国和日本仍在继续进行磁悬浮系统的研究，并取得了令世人瞩目的成就。 磁悬浮列车是继轮船、汽车、火车、飞机之后的第五类外动力交通工具，磁悬浮列车又被称为“零高度飞行器”。 二.磁悬浮列车简介 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，再利用线性电机驱动列车运行。 二.磁悬浮列车简介 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。 三、磁悬浮列车的种类 磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。 自20世纪60年代以来，以德国和日本为代表，对常导和超导两种模式进行了深入的研究和试验。 三、磁悬浮列车的种类及原理 1．常导磁悬浮列车常导型也称常导磁吸型(EMS)。这种方式是在车体的两侧转向架上的底部安装了电磁铁(见图2—11)，与位于电磁铁上方的导轨相吸引而使车辆浮起。悬浮的气隙较小，一般为10mm左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达400～500km／h，适合城市间的长距离快速运输。 三、磁悬浮列车的种类及原理 常导磁悬浮列车在运行时，首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力，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，实现轮轨在水平力方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。 三、磁悬浮列车的种类及原理 车辆与行车轨道之间的悬浮间隙是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关，所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。 常导磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。 三、磁悬浮列车的种类及原理 车辆下部支撑电磁铁线圈于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。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，由于电磁感应作用，承载系统连同列车一起就像电机的“转子”一样被推动做直线运动，从而在悬浮状态列车可以完全实现非接触的牵引和制动。 三、磁悬浮列车的种类及原理 2．超导磁悬浮列车超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型(EDS)。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。 三、磁悬浮列车的种类及原理 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，利用这种特性可将其制成体积小而功率强大的电磁铁。 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，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。 三、磁悬浮列车的种类及原理 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，由沿线分布的变电所向其中的驱动绕组提供三相交流电，当提供的三相交流电与车辆速度频率相一致时，就会产生一个移动的电磁场，这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力或阻力，正是这种推力或阻力推动列车前进或制动(见图2．12)，从而实现非接触性牵引或制动。 三、磁悬浮列车的种类及原理 超导悬浮原理超导磁悬浮列车上的悬浮导向超导磁铁产生的强磁场在列车运行时，使布置在地面上的悬浮导向线圈绕组感应出电流(与外部动力电源无关)，也变成电磁铁，因此其感应电流和超导磁铁之间产生电磁斥力，从而将列车悬起，并经精密传感器检测轨道与列车之间的间隙，使它们之间始终保持100mm左右的悬浮间隙。同时，与悬浮绕组呈电气连接的导向绕组也将产生电磁导向力，保证了列车在任何速度下都能稳定地处于轨道中心行驶。 四、目前磁悬浮列车存在的技术问题