磁懸浮列車原理_磁懸浮列車原理圖解

　　磁懸浮列車是由無接觸的電磁懸浮、導向和驅動系統組成的新型交通工具，磁懸浮列車分為超導型和常導型兩大類。簡單地說，從內部技術而言，兩者在系統上存在著是利用磁斥力、還是利用磁吸力的區別。從外部表象而言，兩者存在著速度上的區別：超導型磁懸浮列車最高時速可達500公里以上（高速輪軌列車的最高時速一般為300—350公里），在1000至1500公里的距離內堪與航空競爭；而常導型磁懸浮列車時速為400～500公里，它的中低速則比較適合于城市間的長距離快速運輸。

　　磁懸浮列車原理

　　磁懸浮列車利用電磁體“同性相斥”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約1厘米處，騰空行駛，創造了近乎“零高度”空間飛行的奇跡。

　　磁懸浮列車由于磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式，故磁懸浮列車也有兩種相應的形式：一種是利用磁鐵同性相斥原理而設計的電磁運行系統的磁懸浮列車，它利用車上超導體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產生的相斥力，使車體懸浮運行的鐵路。

　　另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統的磁懸浮列車，它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵，在T形導軌的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導軌間保持10—15毫米的間隙，并使導軌鋼板的排斥力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于車道的導軌面上運行。

　　磁懸浮列車原理圖解

　　磁懸浮列車利用“同性相斥，異性相吸”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約1厘米處，騰空行駛，創造了近乎“零高度”空間飛行的奇跡。

　　相關介紹

　　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，因此只有空氣的阻力。磁懸浮技術的研究源于德國，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。1970年以后，隨著世界工業化國家經濟實力的不斷加強，為提高交通運輸能力以適應其經濟發展的需要，德國、日本、美國、加拿大、法國、英國等發達國家相繼開始籌劃進行磁懸浮運輸系統的開發。2009年6月15日，國內首列具有完全自主知識產權的實用型中低速磁懸浮列車，在中國北車唐山軌道客車有限公司下線后完成列車調試，這標志著我國已經具備中低速磁懸浮列車產業化的制造能力。

　　系統組成：

　　磁懸浮列車主要由懸浮系統、推進系統和導向系統三大部分組成。

　　1、懸浮系統

　　懸浮系統的設計，可以分為兩個方向，分別是德國所采用的常導型和日本所采用的超導型。從懸浮技術上講就是電磁懸浮系統（EMS）和電力懸浮系統（EDS）。

　?。?）、EMS是一種吸力懸浮系統，是結合磁懸浮列車在機車上的電磁鐵和導軌上的鐵磁軌道相互排斥產生懸浮。常導磁懸浮列車工作時，首先調整車輛下部的懸浮和導向電磁鐵的電磁排斥力，與地面軌道兩側的繞組發生磁鐵反作用把列車浮起。在車輛下部的導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向距離，實現輪軌在水平方向和垂直方向的無接觸支撐和無接觸導向。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整系統得以保證的。此外由于懸浮和導向實際上與列車運行速度無關，所以即使在停車狀態下列車仍然可以進入懸浮狀態。

　?。?）、EDS把磁鐵使用在運動的機車上以在導軌上產生電流。由于機車和導軌的縫隙減少時電磁斥力會增大，從而產生的電磁斥力提供了穩定的機車的支撐和導向。然而機車必須安裝類似車輪一樣的裝置對機車在“起飛”和“著陸”時進行有效支撐，這是因為EDS在機車速度低于大約25英里/小時無法保證懸浮。EDS系統在低溫超導技術下得到了更大的發展。

　　2、推進系統

　　磁懸浮列車的驅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像是同步直線電動機的勵磁線圈，地面軌道內側的三相移動磁場驅動繞組起到電樞的作用，它就像同步直線電動機的長定子繞組。從電動機的工作原理可以知道，當作為定子的電樞線圈有電時，由于電磁感應而推動電機的轉子轉動。同樣，當沿線布置的變電所向軌道內側的驅動繞組提供三相調頻調幅電力時，由于電磁感應作用承載系統連同列車一起就像電機的“轉子”一樣被推動做直線運動。從而在懸浮狀態下，列車可以完全實現非接觸的牽引和制動。

　　3、導向系統

　　導向系統是一種測向力來保證懸浮的機車能夠沿著導軌的方向運動。必要的推力與懸浮力相類似，也可以分為引力和斥力。在機車底板上的同一塊電磁鐵可以同時為導向系統和懸浮系統提供動力，也可以采用獨立的導向系統電磁鐵。優缺點：

　　1、優點

　　總的來說，磁懸浮列車具有高速、低噪音、環保、經濟和舒適等優點。

　　2、缺點

　?。?）由于磁懸浮系統是憑借電磁力來進行懸浮，導向和驅動功能的，一旦斷電，磁懸浮列車會發生嚴重的安全事故，因此斷電后磁懸浮的安全保障措施仍然沒有得到完全解決。（2）強磁場對人的健康，生態環境的平衡與電子產品的運行影響仍需進一步研究。