磁懸浮列車的原理及應(yīng)用

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1、磁懸浮列車的原理及應(yīng)用磁懸浮列車的原理及應(yīng)用陸一娣眾所周知，傳統(tǒng)的鐵路列車都是依靠諸如蒸汽、燃油、電力等各種類型機(jī)車作為牽弓f動(dòng)力，車輪和鋼軌之問的相互作用作為運(yùn)行導(dǎo)向，由鐵路線路承受壓力，借助于車輪沿著鋼軌滾動(dòng)前進(jìn)的。而磁懸浮列車則是一種依靠電磁場特有的..“同性相斥、異性相吸”的特性將車輛托起，使整個(gè)列車懸浮在線路上，利用電磁力進(jìn)行導(dǎo)向，并利用直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成推進(jìn)力，來推動(dòng)列車前進(jìn)的最新穎的第五代交通運(yùn)輸工具。與傳統(tǒng)鐵路相比，磁懸浮列車有以下優(yōu)點(diǎn)。適于高速運(yùn)行磁懸浮列車最大特點(diǎn)在于它沒有通常的輪軌系統(tǒng)，由于消除了與輪軌之間的接觸，不存在由于輪軌摩擦及黏著所造成

2、的諸如極限速度等影響列車運(yùn)行的問題，速度可達(dá)..500km／h以上。穩(wěn)定安全列車運(yùn)行平穩(wěn)，能提高旅客舒適度，由于磁懸浮系統(tǒng)采用導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，不會發(fā)生脫軌和顛覆事故，提高了列車運(yùn)行的安全性和可靠性。污染小，易維護(hù)磁懸浮列車在運(yùn)行中既不產(chǎn)生機(jī)械噪聲，也不排放任何廢氣、廢物，對周邊環(huán)境的污染極小，有利于環(huán)境保護(hù)，加上磁懸浮列車由于沒有鋼軌、車輪、接觸導(dǎo)線等摩擦組件，可以省去大量維修工作和維修費(fèi)用。效率高能充分利用能源、獲得較高的運(yùn)輸效率。另外，磁懸浮列車可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制，因此將成為未來最具有競爭力的一種交通工具。磁懸浮列車的發(fā)展史磁懸浮列車是大約二百年前斯蒂芬森的“火箭”號蒸汽

3、機(jī)車問世以來鐵路技術(shù)最根本的突破。磁懸浮列車在今天看來似乎還是一個(gè)新鮮事物，其實(shí)它的理論準(zhǔn)備已有很長的歷史。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。進(jìn)入..70年代以后，隨著世界工業(yè)化國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷加強(qiáng)，為提高交通運(yùn)輸能力以適應(yīng)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，德國、日本、美國、加拿大、法國、英國等發(fā)達(dá)國家相繼開始籌劃進(jìn)行磁懸浮運(yùn)輸系統(tǒng)的開發(fā)。而美國和前蘇聯(lián)則分別在七八十年..21卷第6期..(總126期)代放棄了這項(xiàng)研究計(jì)劃，目前只有德國和日本仍在繼續(xù)進(jìn)行磁懸浮系統(tǒng)的研究，并均取得了令世人矚

4、目的進(jìn)展。下面把各主要國家對磁浮鐵路的研究情況作一簡要介紹。日本于..1962年開始研究常導(dǎo)磁浮鐵路。此后由于超導(dǎo)技術(shù)的迅速發(fā)展，從..7O年代初開始轉(zhuǎn)而研究超導(dǎo)磁浮鐵路。1972年首次成功地進(jìn)行了..2．2噸重的超導(dǎo)磁浮列車實(shí)驗(yàn)，其速度達(dá)到每小時(shí)..50千米。..1977年..12月在宮崎磁浮鐵路試驗(yàn)線上，最高速度達(dá)到了每小時(shí)..204千米，到..1979年..l2月又進(jìn)一步提高到..517千米。1982年..11月，磁浮列車的載人試驗(yàn)獲得成功。1995年，載人磁浮列車試驗(yàn)時(shí)的最高時(shí)速達(dá)到..4111千米。為了進(jìn)行東京至大阪問修建磁浮鐵路的可行性研究，于..1990年又

5、著手建設(shè)山梨磁懸浮鐵路試驗(yàn)線，首期..18．4千米長的試驗(yàn)線已于..1996年全部建設(shè)完成。德國對磁浮鐵路的研究始于..1968年(當(dāng)時(shí)的聯(lián)邦德國)。研究初期，常導(dǎo)和超導(dǎo)并重，到..1977年，先后分別研制出常導(dǎo)電磁鐵吸引式和超導(dǎo)電磁鐵相斥式試驗(yàn)車輛，試驗(yàn)時(shí)的最高時(shí)速達(dá)到..400千米。后來經(jīng)過分析比較認(rèn)為，超導(dǎo)磁浮鐵路所需的技術(shù)水平太高，短期內(nèi)難以取得較大進(jìn)展，遂決定以后只集中力量發(fā)展常導(dǎo)磁浮鐵路。1978年，決定在埃姆斯蘭德修建全長31．5千米的試驗(yàn)線，并于..1980年開工興建，1982年開始進(jìn)行不載人試驗(yàn)。列車的最高試驗(yàn)速度在..1983年底達(dá)到每小時(shí)300千米，

6、..1984年又進(jìn)一步增至400千米。目前，德國在常導(dǎo)磁浮鐵路研究方面的技術(shù)已趨成熟。與日本和德國相比，英國對磁浮鐵路的研究起步較晚，從..1973年才開始。但是，英國則是最早將磁浮鐵路投入商業(yè)運(yùn)營的國家之一。1984年..4月，伯明翰機(jī)場至英特納雄納爾車站之問一條..600米長的磁浮鐵路正式通車營業(yè)。旅客乘坐磁浮列車從伯明翰機(jī)場到英特納雄納爾火車站僅需90秒鐘。令人遺憾的是，在..1995年，這趟一度是世冕上唯一從事商業(yè)運(yùn)營的磁浮列車在運(yùn)行了..111年之后被宣布停止?fàn)I業(yè)，其運(yùn)送旅客的任務(wù)由機(jī)場班車所取代。．..43．磁懸浮列車的分類..(1)按電磁鐵種類磁懸浮列車根據(jù)

7、所采用的電磁鐵種類可以分為常導(dǎo)吸引型和超導(dǎo)排斥型兩大類。常導(dǎo)吸引型常導(dǎo)吸引型磁懸浮列車是以常導(dǎo)磁鐵和導(dǎo)軌作為導(dǎo)磁體，用氣隙傳感器來調(diào)節(jié)列車與線路之間的懸浮間隙大小，在一般情況下，其懸浮間隙大小在..10mm左右，這種磁懸浮列車的運(yùn)行速度通常在..300～500km／h范圍內(nèi)，適合于城際及市郊的交通運(yùn)輸。超導(dǎo)排斥型超導(dǎo)排斥型磁懸浮列車是利用超導(dǎo)磁鐵和低溫技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)列車與線路之間懸浮運(yùn)行，其懸浮間隙大小一般在..100mm左右，這種磁懸浮列車低速時(shí)并不懸浮，當(dāng)速度達(dá)到..100km／..h時(shí)才懸浮起來。它的最高運(yùn)行速度可以達(dá)到.