磁懸浮列車(chē)備課講稿

磁懸浮列車(chē)（一）應(yīng)用背景1922HermannKemper提出電磁懸浮原理

早在1922年德國(guó)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(qǐng)了磁懸浮列車(chē)的專(zhuān)利。1970’s,工業(yè)化發(fā)展要求提高運(yùn)輸能力（二）磁懸浮系統(tǒng)類(lèi)型

電磁懸浮系統(tǒng)（ElectroMagneticSystem）:依靠在機(jī)車(chē)上的電磁鐵和導(dǎo)軌上的鐵磁軌道相互吸引產(chǎn)生懸浮,屬吸力懸浮系統(tǒng),并主要應(yīng)用于德國(guó)常導(dǎo)磁懸浮列車(chē)系列.(左圖)電力懸浮系統(tǒng)（ElectroDynamicSystem）:將磁鐵使用在運(yùn)動(dòng)的機(jī)車(chē)上以在導(dǎo)軌上產(chǎn)生感應(yīng)電流,進(jìn)而產(chǎn)生電磁斥力以支撐和導(dǎo)向列車(chē).屬斥力懸浮系統(tǒng),并主要應(yīng)用于日本超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)系列.(右圖)(三)工作原理 磁懸浮列車(chē)大體可分為三個(gè)部分:懸浮系統(tǒng):主要依靠軌道底部線(xiàn)圈和車(chē)載電磁鐵之間產(chǎn)生電動(dòng)斥力來(lái)實(shí)現(xiàn).導(dǎo)向系統(tǒng):主要依賴(lài)于軌道側(cè)壁線(xiàn)圈和車(chē)載電磁鐵相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn).動(dòng)力系統(tǒng):根據(jù)Maxwell電磁場(chǎng)動(dòng)力學(xué)理論,采用直線(xiàn)電機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng),并借助于在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生電磁推力來(lái)推動(dòng)和維持列車(chē)運(yùn)行.實(shí)際模型在列車(chē)每節(jié)車(chē)廂兩側(cè)底側(cè),裝載有6~8個(gè)超導(dǎo)磁體,并通過(guò)液氦作為冷卻系統(tǒng).當(dāng)列車(chē)起到或進(jìn)站時(shí),列車(chē)依靠車(chē)輪行駛,隨著列車(chē)加速,導(dǎo)軌線(xiàn)圈通電,

根據(jù)Meissner效應(yīng),車(chē)與軌之間產(chǎn)生電動(dòng)斥力,(數(shù)量級(jí)為103N/m2)從而實(shí)現(xiàn)懸浮.2.懸浮系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)依靠軌道兩側(cè)的線(xiàn)圈,按照實(shí)際所需的橫向傾角的大小,對(duì)線(xiàn)圈中的交變電流進(jìn)行調(diào)節(jié),進(jìn)而提供所需的導(dǎo)向力.假設(shè)轉(zhuǎn)子受到擾動(dòng)，偏離其參考位置，這時(shí)傳感器檢測(cè)出轉(zhuǎn)子偏離參考點(diǎn)的位移，控制器將檢測(cè)的位移變換成控制信號(hào)，然后功率放大器將信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制電流，并在執(zhí)行磁鐵中產(chǎn)生磁力，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子返回到原來(lái)平衡位置。因此，不論轉(zhuǎn)子受到哪個(gè)方向的擾動(dòng)，轉(zhuǎn)子始終能處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。3.動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)直觀模擬:軌道兩側(cè)裝有線(xiàn)圈，交流電使線(xiàn)圈變?yōu)殡姶朋w，它與列車(chē)上的磁鐵相互作用。列車(chē)行駛時(shí),車(chē)頭的磁鐵（N極）被軌道上靠前一點(diǎn)的電磁體（S極）所吸引,同時(shí)被軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（N極）所排斥,使列車(chē)前進(jìn)。然后在線(xiàn)圈里流動(dòng)的電流反向,其結(jié)果就是原來(lái)那個(gè)S極線(xiàn)圈，現(xiàn)在變?yōu)镹極線(xiàn)圈了，反之亦然。

這樣，列車(chē)由于電磁極性的轉(zhuǎn)換而得以持續(xù)向前奔馳。

直線(xiàn)電機(jī)直線(xiàn)同步電機(jī):其初級(jí)繞組沿軌道鋪設(shè),次級(jí)繞組安裝在車(chē)體上,在初級(jí)繞組中通入三相交流電,氣隙中產(chǎn)生平移磁場(chǎng),該磁場(chǎng)切割次級(jí)導(dǎo)體,產(chǎn)生電磁感應(yīng),誘發(fā)磁場(chǎng),該磁場(chǎng)與原有平移磁場(chǎng)方向相反,最終在路軌和車(chē)體間產(chǎn)生電磁推力.性能比較(一)1.安全: 不會(huì)脫軌； 單向行駛，不會(huì)相撞。2.最大優(yōu)勢(shì)--高速性能比較(二)3.電磁輻射小4.噪聲小性能比較(三)磁懸浮列車(chē)的懸浮高度為10~100mm，因此對(duì)線(xiàn)路的平整度、路基下沉量及道岔結(jié)構(gòu)方面的要求要比普通列車(chē)高.磁懸浮列車(chē)的技術(shù)要求比普通列車(chē)要高得多.車(chē)載冷卻系統(tǒng)重,且由于渦流效應(yīng),懸浮能耗較高.成本方面，維修保養(yǎng)以及能耗等費(fèi)用較普通列車(chē)高。但總而之,由于其高效的運(yùn)輸能力和優(yōu)越性能,磁懸浮列車(chē)還會(huì)