磁懸浮列車技術(shù)論文

1、磁懸浮列車技術(shù) 磁懸浮列車技術(shù)蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院 蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院 陳耀 陳耀 1330117102【摘要】 【摘要】:磁懸浮列車是一種靠磁懸浮力（即磁的吸力和排斥力）來推動的列車。由于其軌道的磁力使之懸浮在空中，行走時不需接觸地面，因此其阻力只有空氣的阻力。磁懸浮技術(shù)的研究源于德國，早在 1922 年德國工程師赫爾曼·肯佩爾就提出了電磁懸浮原理，并于 1934 年申請了磁懸浮列車的專利。1970 年代以后，隨著世界工業(yè)

2、化國家經(jīng)濟實力的不斷加強，為提高交通運輸能力以適應(yīng)其經(jīng)濟發(fā)展的需要，德國、日本等發(fā)達國家相繼開始籌劃進行磁懸浮運輸系統(tǒng)的開發(fā)。磁懸浮列車是一種采用無接觸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動系統(tǒng)的磁懸浮高速列車系統(tǒng)。不同于傳統(tǒng)列車利用車輪與鋼軌之間的粘著力使列車前進。磁懸浮列車運行時與軌道保持 10mm 或者 100mm 的間隙，從根本上克服了傳統(tǒng)列車輪軌黏著限制、機械噪聲和磨損等問題，是一種新型的運載工具，其時速遠遠超過傳動列車?！娟P(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞】：

3、懸浮、推進、導(dǎo)向、創(chuàng)新【正文 正文】一、工作原理 一、工作原理磁懸浮列車利用電磁體“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約 1 厘米處，騰空行駛，創(chuàng)造了近乎“零高度”空間飛行的奇跡磁懸浮列車主要由懸浮系統(tǒng)、推進系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)三大部分組成，盡管可以使用與磁力無關(guān)的推進系統(tǒng)，但在目前的絕大部分設(shè)計中，這三部分的功能均由磁力來完成。下面分別對這三分所采用的技術(shù)進行介紹。

4、 導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)是一種測向力來保證懸浮的機車能夠沿著導(dǎo)軌的方向運動。必要的推力與懸浮力相類似，也可以分為引力和斥力。在機車底板上的同一塊電磁鐵可以同時為導(dǎo)向系統(tǒng)和懸浮系統(tǒng)提供動力，也可以采用獨立的導(dǎo)向系統(tǒng)電磁鐵。懸浮系統(tǒng)目前懸浮系統(tǒng)的設(shè)計，可以分為兩個方向，分別是德國所采用的常導(dǎo)型和日本所采用的超導(dǎo)型。從懸浮技術(shù)上講就是電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）和

5、電力懸浮系統(tǒng)（EDS） 。圖 4 給出了兩種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差別。 （EMS）是一種吸力懸浮系統(tǒng)，是結(jié)合在機車上的電磁鐵和導(dǎo)軌上的鐵磁軌道相互排斥產(chǎn)生懸浮。常導(dǎo)磁懸浮列車工作時，首先調(diào)整車輛下部的懸浮和導(dǎo)向電磁鐵的電磁排斥力，與地面軌道兩側(cè)的繞組發(fā)生磁鐵反作用將列車浮起。在車輛下部的導(dǎo)向電磁鐵與軌道磁鐵技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢：第一，它克服了傳統(tǒng)輪軌鐵路提高速度的主要障礙，發(fā)展前景廣闊。第二，磁懸浮列車速度高，常導(dǎo)磁懸浮可達到 400~500km/

6、h，超導(dǎo)磁懸浮可達到500~600km/h。第三，磁懸浮列車能耗低，據(jù)日本研究與實際試驗的結(jié)果，在同為 500km 時速下，磁懸浮列車每作為公立的能耗僅為飛機的 1/3。據(jù)德國試驗，當(dāng) TR 磁懸浮列車時速道道 400km 時，其每座位公里能耗與時速 300km 的高速輪軌列車持平；而當(dāng)磁懸浮列車時速也降到 300km 時，它的每座位公里能耗可比輪軌鐵路低 33%。盡管磁懸浮列車技術(shù)上有上述的許多優(yōu)點，但仍然存在一些不足：1、由于磁懸浮

7、系統(tǒng)是以電磁力完成懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動功能的，斷電后磁懸浮的安全保障措施，尤其是列車停電后的制動問題仍然是要解決的重要問題。其高速穩(wěn)定性和可靠性還需要很長時間的運行考驗。2、常導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的懸浮高度較低，因此對線路的平整度、路基下沉量及道岔結(jié)構(gòu)方面的要求較超導(dǎo)技術(shù)更高。3、超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)由于渦流效應(yīng)懸浮能耗較常導(dǎo)技術(shù)更大，對冷卻系統(tǒng)的要求高，強磁場對人體與環(huán)境都有影響。此外還有工程上的問題。首先，磁懸浮鐵路的造價十分昂貴，每公里造價約需 3

8、~4 億人民幣。其次，磁懸浮鐵路無法利用已有的鐵路，必須全部重新建設(shè)。由于磁懸浮列車與常規(guī)鐵路在原理、技術(shù)等方面完全不同，因此難以在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進行利用和常規(guī)改造。三、 三、磁懸浮技術(shù)的應(yīng)用 磁懸浮技術(shù)的應(yīng)用磁懸浮技術(shù)主要應(yīng)用在運載技術(shù)上，它不僅能夠用于地面運載，也可以用于海上運載，還能用于垂直發(fā)射，如美國就在實現(xiàn)用磁懸浮技術(shù)發(fā)射火箭。磁懸浮在直線驅(qū)動、低溫超導(dǎo)、電力電子、計算機控制與信息技術(shù)、醫(yī)療等多個領(lǐng)域都有極重要的價值。概括地

9、說，它既是一種能帶動眾多高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)科學(xué)，又是一種具有極廣泛前景的應(yīng)用技術(shù)。四、 四、創(chuàng)新要點 創(chuàng)新要點傳統(tǒng)列車是利用車輪與鋼軌之間的粘著力使列車前進的，它的粘著系數(shù)隨著列車的速度增加而減少，走行阻力隨列車速度的增加而增加，當(dāng)車速增至粘著系數(shù)曲線和走形阻力曲線的交點時就達到了極限。磁懸浮列車采用了無接觸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動系統(tǒng)，減少了噪音、振動、車輪和鋼軌的磨損，故能達到更加高更加穩(wěn)定的運行速度。磁懸浮列車的懸浮系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)和