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什么是磁悬浮列车工作原理是什么?

日期:2019-09-26     浏览: 次   编辑:admin

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  磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。

  不论是电磁悬浮还是超导悬浮,都利用的是电励磁,然后利用磁场的吸引或者排斥作用。这个和我们平时生活中所说所用的磁铁(永磁体)关系不是太大。

  电磁悬浮列车(吸引)电磁悬浮列车是利用电使电磁铁产生铁磁性,利用电磁铁的吸引使轨道和车厢的分离,通过改变励磁电流来控制悬浮间隙大小。上海的磁悬浮列车就是这个原理。

  超导磁悬浮列车(排斥)超导磁悬浮列车利用的是电产生的磁和处于超导态的超导体之间的斥力使车厢悬浮。超导体在超导态具有完全抗磁性,可以在磁场中浮起来。完全抗磁性其实是超导体在磁场中感应出超导电流,电流产生磁场抵消外场。

  由于磁悬浮列车具有快速、低耗、环保、安全等优点,因此前景十分广阔。常导磁悬浮列车可达400至500公里/小时,超导磁悬浮列车可达500至600公里/小时。它的高速度使其在1000至1500公里之间的旅行距离中比乘坐飞机更优越。

  由于没有轮子、无摩擦等因素,它比目前最先进的高速火车少耗电30%。在500公里/小时速度下,每座位/公里的能耗仅为飞机的1/3至1/2,比汽车也少耗能30%。因无轮轨接触,震动小、舒适性较好,可是颠波大对车辆和路轨的维修费用也要求极高。

  磁悬浮列车在运行时不与轨道发生摩擦,发出的噪音较低。磁悬浮列车一般以5米以上的高架通过平地或翻越山丘,从而不可避免开山挖沟对生态环境造成的破坏。磁悬浮列车在路轨上运行,按飞机的防火标准实行配置。

  世界上的磁悬浮列车主要有两种“悬浮”形式,一种是推斥式;另一种为吸力式。

  推斥式是利用两个磁铁同极性相对而产生的排斥力,使列车悬浮起来。这种磁悬浮列车车厢的两侧,安装有磁场强大的超导电磁铁。车辆运行时,这种电磁铁的磁场切割轨道两侧安装的铝环,致使其中产生感应电流,同时产生一个同极性反磁场,并使车辆推离轨面在空中悬浮起来。但是,静止时,由于没有切割电势与电流,车辆不能产生悬浮,只能像飞机一样用轮子支撑车体。当车辆在直线电机的驱动下前进,速度达到80公里/小时以上时,车辆就悬浮起来了。

  吸力式是利用两个磁铁异性相吸的原理,将电磁铁置于轨道下方并固定在车体转向架上,两者之间产生一个强大的磁场,并相互吸引时,列车就能悬浮起来。这种吸力式磁悬浮列车无论是静止还是运动状态,都能保持稳定悬浮状态。这次,我国自行开发的中低速磁悬浮列车就属于这个类型。

  “若即若离”,是磁悬浮列车的基本工作状态。磁悬浮列车利用电磁力抵消地球引力,从而使列车悬浮在轨道上。在运行过程中,车体与轨道处于一种“若即若离”的状态,磁悬浮间隙约1厘米,因而有“零高度飞行器”的美誉。它与普通轮轨列车相比,具有低噪音、低能耗、无污染、安全舒适和高速高效的特点,被认为是一种具有广阔前景的新型交通工具。特别是这种中低速磁悬浮列车,由于具有转弯半径小、爬坡能力强等优点,特别适合城市轨道交通。

  是利用电磁力抵消地球引力,通过直线电机进行牵引,使列车悬浮在轨道上运行(悬浮间隙约1厘米)。

  常导型也称常导磁吸型,以德国高速常导磁浮列车transrapid为代表,它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起,悬浮的气隙较小,一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400~500公里,适合于城市间的长距离快速运输。

  超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型,以日本MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场,列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用,产生电动斥力将列车悬起,悬浮气隙较大,一般为100毫米左右,速度可达每小时500公里以上。

  这两种磁悬浮列车各有优缺点和不同的经济技术指标,德国青睐前者,集中精力研制常导高速磁悬浮技术;而日本则看好后者,全力投入高速超导磁悬浮技术之中。

  常导磁悬浮列车工作时,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,实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米,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。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就象是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,它就象同步直线电动机的长定子绕组。从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动。同样,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象电机的“转子”一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动。

  知道合伙人教育行家采纳数:27965获赞数:96103本人做过5年建议电器安装维修,做过6年工业电器维修调式安装,实践经验丰富。向TA提问展开全部磁悬浮的基本原理,就是利用“同性相斥、异性相吸”的电磁原理,让磁铁对抗地心引力,让车辆悬浮起来(一般情况下不超过1厘米),然后利用电磁力引导,推动列车前行。

  磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力(即磁的吸力和斥力)来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,行走时不同于其他列车需要接触地面,因此只受来自空气的阻力。磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。

  德日:1970年以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本等发达国家以及中国都相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。 中国:我国第一辆磁悬浮列车(买自德国)2003年1月开始在上海运行。2015-10中国首条国产磁悬浮线路长沙磁浮线成功试车。