磁懸浮列車簡介課件.ppt

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1、磁懸浮列車簡介原理分析4個優(yōu)點發(fā)展及其前景x模型原理簡介磁懸浮列車是一種利用磁極間吸引力和排斥力的高科技交通工具。簡單的說，排斥力使列車懸起來、吸引力讓列車開動。力的分析下圖給出的便是列車的受力分析詳細(xì)分析懸浮系統(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）和電力懸浮系統(tǒng)（EDS）。電磁懸浮系統(tǒng)（EMS）是一種吸力懸浮系統(tǒng)，是結(jié)合在機(jī)車上的電磁鐵和導(dǎo)軌上的鐵磁軌道相互吸引產(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)向電磁鐵的電磁吸力，與地面軌道兩側(cè)

2、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的反作用下，使車輪與軌道保持一定的側(cè)向距離，實現(xiàn)輪軌在水平方向和垂直方向的無接觸支撐和無接觸導(dǎo)向。車輛與行車軌道之間的懸浮間隙為10毫米，是通過一套高精度電子調(diào)整系統(tǒng)得以保證的。此外由于懸浮和導(dǎo)向?qū)嶋H上與列車運行速度無關(guān)，所以即使在停車狀態(tài)下列車仍然可以進(jìn)入懸浮狀態(tài)。電力懸浮系統(tǒng)（EDS）將磁鐵使用在運動的機(jī)車上以在導(dǎo)軌上產(chǎn)生電流。由于機(jī)車和導(dǎo)軌的縫隙減少時電磁斥力會增大，從而產(chǎn)生的電磁斥力提供了穩(wěn)定的機(jī)車的支撐和導(dǎo)向。然而機(jī)車必須安裝類似車輪一樣的裝置對機(jī)車在“起飛”和“著陸”

3、時進(jìn)行有效支撐，這是因為EDS在機(jī)車速度低于大約25英里/小時無法保證懸浮。EDS系統(tǒng)在低溫超導(dǎo)技術(shù)下得到了更大的發(fā)展。超導(dǎo)磁懸浮列車的最主要特征就是其超導(dǎo)元件在相當(dāng)?shù)偷臏囟认滤哂械耐耆珜?dǎo)電性和完全抗磁性。超導(dǎo)磁鐵是由超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)線圈構(gòu)成，它不僅電流阻力為零，而且可以傳導(dǎo)普通導(dǎo)線根本無法比擬的強(qiáng)大電流，這種特性使其能夠制成體積小功率強(qiáng)大的電磁鐵。超導(dǎo)磁懸浮列車的車輛上裝有車載超導(dǎo)磁體并構(gòu)成感應(yīng)動力集成設(shè)備，而列車的驅(qū)動繞組和懸浮導(dǎo)向繞組均安裝在地面導(dǎo)軌兩側(cè)，車輛上的感應(yīng)動力集成設(shè)備由動力集成繞組、感應(yīng)動力集成超導(dǎo)磁鐵和懸浮導(dǎo)向超導(dǎo)磁鐵

4、三部分組成。當(dāng)向軌道兩側(cè)的驅(qū)動繞組提供與車輛速度頻率相一致的三相交流電時，就會產(chǎn)生一個移動的電磁場，因而在列車導(dǎo)軌上產(chǎn)生磁波，這時列車上的車載超導(dǎo)磁體就會受到一個與移動磁場相同步的推力，正是這種推力推動列車前進(jìn)。其原理就像沖浪運動一樣，沖浪者是站在波浪的頂峰并由波浪推動他快速前進(jìn)的。與沖浪者所面對的難題相同，超導(dǎo)磁懸浮列車要處理的也是如何才能準(zhǔn)確地駕馭在移動電磁波的頂峰運動的問題。為此，在地面導(dǎo)軌上安裝有探測車輛位置的高精度儀器，根據(jù)探測儀傳來的信息調(diào)整三相交流電的供流方式，精確地控制電磁波形以使列車能良好地運行。推進(jìn)系統(tǒng)：磁懸浮列車的驅(qū)動運

5、用同步直線電動機(jī)的原理。車輛下部支撐電磁鐵線圈的作用就像是同步直線電動機(jī)的勵磁線圈，地面軌道內(nèi)側(cè)的三相移動磁場驅(qū)動繞組起到電樞的作用，它就像同步直線電動機(jī)的長定子繞組。從電動機(jī)的工作原理可以知道，當(dāng)作為定子的電樞線圈有電時，由于電磁感應(yīng)而推動電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。同樣，當(dāng)沿線布置的變電所向軌道內(nèi)側(cè)的驅(qū)動繞組提供三相調(diào)頻調(diào)幅電力時，由于電磁感應(yīng)作用承載系統(tǒng)連同列車一起就像電機(jī)的"轉(zhuǎn)子"一樣被推動做直線運動。從而在懸浮狀態(tài)下，列車可以完全實現(xiàn)非接觸的牽引和制動。通俗的講就是，在位于軌道兩側(cè)的線圈里流動的交流電，能將線圈變?yōu)殡姶朋w。由于它與列車上的超導(dǎo)電

6、磁體的相互作用，就使列車開動起來。列車前進(jìn)是因為列車頭部的電磁體（N極）被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體（S極）所吸引，并且同時又被安裝在軌道上稍后一點的電磁體（N極）所排斥。當(dāng)列車前進(jìn)時，在線圈里流動的電流流向就反轉(zhuǎn)過來了。其結(jié)果就是原來那個S極線圈，現(xiàn)在變?yōu)镹極線圈了，反之亦然。這樣，列車由于電磁極性的轉(zhuǎn)換而得以持續(xù)向前奔馳。根據(jù)車速，通過電能轉(zhuǎn)換器調(diào)整在線圈里流動的交流電的頻率和電壓。推進(jìn)系統(tǒng)可以分為兩種?！伴L固定片”推進(jìn)系統(tǒng)使用纏繞在導(dǎo)軌上的線性電動機(jī)作為高速磁懸浮列車的動力部分。由于高的導(dǎo)軌的花費而成本昂貴。而“短固定片”推進(jìn)系統(tǒng)使

7、用纏繞在被動的軌道上的線性感應(yīng)電動機(jī)（LIM）。雖然短固定片系統(tǒng)減少了導(dǎo)軌的花費，但由于LIM過于沉重而減少了列成的有效負(fù)載能力，導(dǎo)致了比長固定片系統(tǒng)的高的運營成本和低的潛在收入。而采用非磁力性質(zhì)的能量系統(tǒng)，也會導(dǎo)致機(jī)車重量的增加，降低運營效率。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(jī)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(jī)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)電磁鐵優(yōu)點1磁懸浮列車運行時與軌道保持一定的間隙（一般為１-１０厘米），因此無摩擦、運行安全、平

8、穩(wěn)舒適、無雜訊，可以實現(xiàn)全自動化運行。優(yōu)點2磁懸浮列車車輛使用壽命可達(dá)35年，而普通有軌列車只有20至25年。磁懸浮列車的路軌壽命是80年，普通路軌道60年。優(yōu)點3