磁懸浮列車匯編

1、磁 懸 浮 列 車組員學(xué)號班級分工郭禹鑫 2010111061 信處111 演講吳秋月 2011021053 信處111 PPT制作譙亭亭 2011021229 信處111 資料 為什么會有磁懸浮列車？自1825年世界上第一條標準軌鐵路出現(xiàn)以來，輪軌火車一直是人們出行的交通工具。然而，隨著火車速度的提高，輪子和鋼軌之間產(chǎn)生的猛烈沖擊引起列車的強烈震動，發(fā)出很強的噪音，從而使乘客感到不舒服?？茖W(xué)家們設(shè)想：如果能夠使火車從鐵軌上浮起來，消除了火車車輪與鐵軌之間的摩擦，就能大幅度地提高火車的速度。但如何使火車從鐵軌上浮起來呢？科學(xué)家想到了兩種解決方法：一種是氣浮法，即使火車向鐵軌地面大量噴氣而利用其

2、反作用力把火車浮起；另一種是磁浮法，即利用兩個同名磁極之間的磁斥力或兩個異名磁極之間磁吸力使火車從鐵軌上浮起來。目 錄2.磁懸浮列車的原理4.磁懸浮列車在世界上的發(fā)展3.磁懸浮列車的分類及優(yōu)缺點5.磁懸浮列車存在的問題及其前景1.磁懸浮列車的定義1.磁懸浮列車的定義 （1）磁懸浮列車是以超導(dǎo)電磁鐵相斥原理建設(shè)的鐵路運輸系統(tǒng)。區(qū)別于通常的輪軌黏著式鐵路。其最高時速可以達到350500km。 （2）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。磁懸浮列車的最高速度可以達每小時500公里以上，比輪軌高速列車

3、的300多公里還要快。2.磁懸浮列車的工作原理模型示意圖磁懸浮列車磁鐵同性相斥磁鐵異性相吸使列車開動使列車懸浮受力分析圖：懸浮系統(tǒng)推進系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)磁懸浮列車電磁懸浮系統(tǒng)電力懸浮系統(tǒng)：電磁懸浮系統(tǒng)（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吸引產(chǎn)生懸浮。：將磁鐵使用在運動的機車上以在導(dǎo)軌上產(chǎn)生電流。磁懸浮列車的驅(qū)動運用同步直線電動機的原理控制穩(wěn)定性“常導(dǎo)型磁吸式”導(dǎo)向系統(tǒng)，是在列車側(cè)面安裝一組專門用于導(dǎo)向的電磁鐵磁懸浮技術(shù)的原理：磁懸浮技術(shù)的系統(tǒng)，是由轉(zhuǎn)子、傳感器、控制器和執(zhí)行器4部分組成，其中執(zhí)行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。假設(shè)在參考位置上，轉(zhuǎn)子受到一個向下的

4、擾動，就會偏離其參考位置，這時傳感器檢測出轉(zhuǎn)子偏離參考點的位移，作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信號，然后功率放大器將這一控制信號轉(zhuǎn)換成控制電流，控制電流在執(zhí)行磁鐵中產(chǎn)生磁力，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子返回到原來平衡位置。因此，不論轉(zhuǎn)子受到向下或向上的擾動，轉(zhuǎn)子始終能處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。3.磁懸浮列車的分類及優(yōu)缺點一.世界上的磁懸浮列車主要有兩種“懸浮”形式：（1）一種是推斥式；推斥式是利用兩個磁鐵同極性相對而產(chǎn)生的排斥力，使列車懸浮起來。這種磁懸浮列車車廂的兩側(cè)，安裝有磁場強大的超導(dǎo)電磁鐵。（2）一種為吸力式。吸力式是利用兩個磁鐵異性相吸的原理，將電磁鐵置于軌道下方并固定在車體轉(zhuǎn)向架上，兩者之間

5、產(chǎn)生一個強大的磁場，并相互吸引時，列車就能懸浮起來。這種吸力式磁懸浮列車無論是靜止還是運動狀態(tài)，都能保持穩(wěn)定懸浮狀態(tài)。磁懸浮列車常導(dǎo)型超導(dǎo)型常導(dǎo)型也稱常導(dǎo)磁吸型，德國的常導(dǎo)磁懸浮列車常導(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)的繞組發(fā)生磁鐵反作用將列車浮起。常導(dǎo)磁懸浮列車的驅(qū)動運用同步直線電動機的原理。車輛下部支撐電磁鐵線圈的作用就象是同步直線電動機的勵磁線圈，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，它就象同步直線電動機的長定子繞組。二.磁懸浮列車優(yōu)缺點對比（1）優(yōu)點高速：磁懸浮列車從北京運行到上海，不超過個小時，從杭州至上海只需分鐘。低噪音：在

6、時速達200公里時，乘客幾乎聽不到聲響。環(huán)保：磁懸浮列車采用電力驅(qū)動，其發(fā)展不受能源結(jié)構(gòu)，特別是燃油供應(yīng)的限制，不排放有害氣體。經(jīng)濟和舒適：磁懸浮線路的造價只是普通路軌的85%，而且運行時間越長，效益會更明顯。因為，磁懸浮列車的路軌壽命可達80年，而普通路軌只有60年。磁懸浮列車車輛的壽命是35年，輪軌列車是20至25年。此外，磁懸浮列車的年運行維修費僅為總投資的1.2%，而輪軌列車高達4.4%。磁懸浮高速列車的運行和維修成本約是輪軌高速列車的1/4。磁懸浮列車和輪軌列車乘客票價的成本比約為1:2.8。（2）缺點磁懸浮有一大缺點，它的車廂不能變軌，不像軌道列車可以從一條鐵軌借助道岔進入另一鐵軌

7、。一條軌道只能容納一列列車往返運行，造成浪費。磁懸浮軌道越長，使用效率越低。由于磁懸浮系統(tǒng)是憑借電磁力來進行懸浮，導(dǎo)向和驅(qū)動功能的，一旦斷電，磁懸浮列車將發(fā)生嚴重的安全事故。強磁場對人的健康，生態(tài)環(huán)境的平衡與電子產(chǎn)品的運行都會產(chǎn)生不良影響。4.磁懸浮列車在世界上的發(fā)展（1）日本：1962年開始研究常導(dǎo)磁浮鐵路。1972年首次成功地進行了2.2噸重的超導(dǎo)磁浮列車實驗，其速度達到每小時50公里。1982年11月，磁浮列車的載人試驗獲得成功。1995年，載人磁浮列車試驗時的最高時速達到411公里。1990年又著手建設(shè)山梨磁懸浮鐵路試驗線，首期18.4公里長的試驗線已于1996年全部建設(shè)完成。（2）德

8、國德國對磁浮鐵路的研究始于1968年，研究初期，常導(dǎo)和超導(dǎo)并重。1977年，先后分別研制出常導(dǎo)電磁鐵吸引式和超導(dǎo)電磁鐵相斥式試驗車輛，試驗時的最高時速達到400公里。1978年，決定在埃姆斯蘭德修建全長31.5公里的試驗線，并于1980年開工興建，1982年開始進行不載人試驗。速度在1983年底達到每小時300公里，1984年又進一步增至400公里。目前，德國在常導(dǎo)磁浮鐵路研究方面的技術(shù)已趨成熟。 （3）中國我國的磁懸浮列車起步的比較晚，因此在技術(shù)與系統(tǒng)完善方面與德國與日本還有一定的差距，但中國的磁懸浮列車自從起步以來，還是取得了許許多多的突破與成就的。 2009年，北京正在做一條磁懸浮線的長

9、期規(guī)劃通往門頭溝的S1軌道線路正在籌劃，計劃采用中國自主研發(fā)的磁懸浮技術(shù)。中低速磁浮列車，是中國唯一具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的磁懸浮列車。2000年，中國西南交通大學(xué)磁懸浮列車與磁浮技術(shù)研究所研制成功世界首輛高溫超導(dǎo)載人磁懸浮實驗車。2001年于中國上海浦東國際機場至地鐵龍陽路站興建磁懸浮列車系統(tǒng)，并于2002年正式啟用。2003年，四川成都青山磁懸浮列車線完工，該磁懸浮試驗軌道長420米，主要針對觀光游客，票價低于出租轎車費。2005年5月，中國自行研制的“中華06號”吊軌永磁懸浮列車于大連亮相，據(jù)稱其速度可達每小時400公里。2005年5月，中國自行研制的“中華06號”吊軌永磁懸浮列車于大連亮

10、相，據(jù)稱其速度可達每小時400公里。2005年9月，中國成都飛機公司開始研制CM1型“海豚”高速磁懸浮列車，最高時速500公里。2006年4月30日，中國第一輛具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中低速磁懸浮列車，在四川成都青城山一個試驗基地成功經(jīng)過室外實地運行聯(lián)合試驗。利用常導(dǎo)電磁懸浮推動。5.磁懸浮列車存在的問題及其前景目前存在的技術(shù)問題：（1）由于磁懸浮系統(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問題。（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。（2）超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)由于懸浮能耗較常導(dǎo)技術(shù)更大，冷卻系統(tǒng)重，強磁場對人體與環(huán)境都有影響。發(fā)展前景磁懸浮列車發(fā)展趨勢隨著電子元件的集成化以及控制理論和轉(zhuǎn)子動力學(xué)的發(fā)展，經(jīng)過多年的研究工作，國內(nèi)外對該項技術(shù)的研究都取得了很大的進展。但是不論是在理論還是在產(chǎn)品化的過程中，該項技術(shù)都存在很多的難題，其中磁懸浮列車的技術(shù)難題是懸浮與推進以及一套復(fù)雜的控制系統(tǒng)，它的實現(xiàn)需要運用電子技術(shù)、電磁器件、直線電機、機械結(jié)構(gòu)、計算機、材料以及系統(tǒng)分析等方面的高技術(shù)成果。需要攻關(guān)的是組成系統(tǒng)的技術(shù)和實現(xiàn)工程化。 磁懸浮軸承面向電力工程的應(yīng)用具有廣闊的前景，根據(jù)磁懸浮軸承的原理，研制大功