并制程产生强大磁场之超导磁铁.doc

當物質冷卻到接近絕對零度的溫度時，電阻幾乎完全消失，成為超導體，並製程產生強大磁場之超導磁鐵，這是在1911年由歐尼斯所發現的。超導體亦具有抗磁性及鎖磁現象，因此磁鐵在超導體上可以穩定的浮著。超導磁浮列車就是利用上述之原理與現象使車輛懸浮，高速行進的列車。 超導性電動機原理 漂浮原理：導軌的側邊有漂浮誘導線圈,車體上超導性磁鐵通過漂浮線圈中心下側時,即成為和超導性磁鐵同極,上側線圈成為異極磁鐵。此時超導性磁鐵與上側漂浮線圈間產生互拉作用,與下側線圈形成互斥作用,車輛因此產生浮力,反之,若超導性磁鐵經過漂浮線圈中心上側,即產生讓車體向下拉的磁力,不會脫離導軌。 推進原理：一般的旋轉形馬達,轉子在圓形線圈中,電流流進線圈,轉子便開始旋轉而產生動力。電磁電動機是將線圈排成直線狀,裝載磁鐵的移動體(車輛本身)是被地面產生的磁力拖拉或推進而獲得動力。功\能線圈是使用交流電N極與S極會互換,依照車輛量(超導性磁鐵)位置,磁鐵的N極和S極能適時互換即可達到加速。 誘導原理：車體偏向某一方時,車體接近側的誘導線圈磁極,即變成與超導性磁鐵同極,產生互斥力,遠離側誘導線圈磁極,即變成與超導性磁鐵異極並互拉,因此車輛使得經常被誘導行駛於導軌中央。車輛行駛於導軌中央,誘導線圈不產生磁力,車輛為直行。 剎車原理：與推進相反的機制,由改換供能線圈的N極及S極,使其供應與行駛相反方向的磁力,即可減速。但為了防範異常狀態,還另設有制止車輛前進的多種措施,。如: 將推進力改變為熱能或電能的電能剎車超導性磁鐵故障時可伸出車輛頂部檔版利用空氣阻力減速的空氣制動器車輪支架同時可利用於與導軌的摩擦力欄剎車的車輪盤形制動器 磁浮列車動力來源－電磁電動機結構 超導性磁鐵：磁浮列車行駛時會漂浮10公分左右,位實現此目的,必須開發出可穩定供應強大磁力而重量輕的超導性磁鐵。 超導性線圈：由鈮(Nb, niobium)與鈦(Ti, tltanium)的合金形成的線圈,經液態氮冷卻,即為超導性狀態。 誘導用車輪：高速行駛時是以超導性磁鐵和誘導線圈的磁力調整左右位置,低速行駛時則是使用誘導性車輪調整偏向左右方的車體。 車輪支架 高速行駛時車體事經超導性磁鐵和挑浮現圈的磁力形成漂浮狀態,逤行駛時則以車輪行駛。 液態氮儲存槽：儲存冷卻超導體磁鐵用的液態氮,液態氮的溫度為攝氏零下269度。 磁浮原理 　　磁浮火車是利用磁力使火車懸浮於路軌之上。磁浮列車是利用磁力使車體浮起來，因為並沒有與軌道直接接觸，因此能將阻力減到 最小，在前進的時候，利用電與磁的交互作用，可以使磁浮列車前進及後退。磁浮列車使用了許多的電磁鐵，電磁鐵的好處就是可以用電流方向來改變磁極，不但方便而且容易控制。 電流的磁效應原理 在螺旋形的導線上通電，就會在螺旋形導線的中間產生感應磁場，而此感應磁場的大小和導線圈數及電流成正比，當電流斷路時感應磁場也會同時消失。磁場方向可由安培右手定則決定：右手四指的方向依照導線電流方向握起則大姆指方向則為感應磁場的 N 極。 二、磁浮列車浮起的原理 　　永久磁鐵或電磁鐵異極會相吸，同極卻有極強的排斥力，磁浮列車能浮起來就是利用這個原理。而車體的重量並不輕，若要靠磁鐵相吸及相斥的力量將它浮起來，車上及軌道上的磁力就必須要很強。因此搭配使用電磁鐵和永久磁鐵，除了可增強磁性之外還可以節省一部分的電力。 三、磁浮列車前進的原理 　　磁浮列車的前進原理是利用１線性馬達。線性馬達將原來普通馬達轉動的力量轉換，為直線移動的力量。同樣利用磁力的排斥力與吸引力，使得浮在軌道上的列車能向前加速或減速，由於車體與軌道　間沒有摩擦力，能量不會因此而消耗。 ( 註１線性馬達：將馬達與直線動作機構結合為一體，即稱為線性馬達。 )