磁悬浮列车基本资料

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1、1磁悬浮列车基本资料磁悬浮列车基本资料磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可以达每小时500公里以上，比轮轨高速列车的300多公里还要快手。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。1970年代以后，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、日本等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。“常常导导型型”世界第一条磁悬浮列车示范运营线上海磁悬浮列

2、车 ，建成后，从浦东龙阳路站到 浦东国际机场 ，三十多公里只需 8 分钟。上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”） 磁悬浮列车。是利用“异性相吸”原理设计，是一种吸力悬浮系统，利用安装在列车两侧转 向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的排斥力使车辆浮起来 （利用同名磁极相互排斥） 。 列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁，在“工”字轨 的上方和上臂部分的下方分别设 磁悬浮列车反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流使电磁铁和轨道间保持 1 厘米的间隙，让转向架 和列车间的排斥力与列车重力相互平衡，利用磁铁排斥力将列车浮起 1 厘米左右，使列车 悬浮在轨道上运行。这必须

3、精确控制电磁铁的电流。 悬浮列车的驱动和同步直线电动2机原理一模一样。通俗说，在位于轨道两侧的 介介绍绍线圈里流动的交流电，能将线圈变成电磁体，由于它与列车上的电磁体的相互作用， 使列车开动。 磁悬浮列车列车头部的电磁体 N 极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体 S 极所吸引，同时又被安装在 轨道上稍后一点的电磁体 N 极所排斥。列车前进时，线圈里流动的电流方向就反过来，即 原来的 S 极变成 N 极，N 极变成 S 极。循环交替，列车就向前奔驰。 稳定性由导向 系统来控制。 “常导型磁吸式”导向系统，是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列 车发生左右偏移时，列车上的导向电磁铁与导向轨的侧

4、面相互作用，产生排斥力，使车辆 恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时，控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控 制，达到控制运行目的。 “常导型”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼肯佩尔于 1922 年提出。 “常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电 动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”， “定子”间的相 互作用，将电能转化为前进的动能。我们知道，电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就 可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时，通过电磁感应作用，列车就像电动机 的“转子”一样被推动着做直线运动。 上海磁悬浮列车时速 430 公里

5、，一个供电区内只 能允许一辆列车运行，轨道两侧 25 米处有隔离网，上下两侧也有防护设备。转弯处半径达 8000 米，肉眼观察几乎是一条直线；最小的半径也达 1300 米。乘客不会有不适感。轨道 全线两边 50 米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。 3磁悬浮列车上海磁悬浮列车专线西起上海轨道交通 2 号线的龙阳路站，东至上海浦东国际机场 ，专 线全长 29863 公里。由中德两国合作开发的世界第一条磁悬浮商运线 2001 年 3 月 1 日在 浦东挖下第一铲，2002 年 12 月 31 日全线试运行，2003 年 1 月 4 日正式开始商业运营。 是世界第一条商业运营的磁悬浮专线。 这列

6、当今世界上最酷的列车，带车头的车厢长 27.196 米，宽 3.7 米。中间的车厢长 24.768 米，14 分钟内能在上海市区和浦东机场之间打 个来回。置身其中，您将亲身体验到这架“陆地客机”所带来的奇异感受。 它是 21 世 纪理想的超级特别快车，世界各国都十分重视发展磁悬浮列车。目前，中国和日本、德国、 英国、美国都在积极研究这种车。日本的超导磁悬浮列车已经过载人试验，即将进入实用 阶段，运行时速可达 500 千米以上。 国国产产磁磁悬悬浮浮列列车车西南交通大学 在 2000 年研制的世界第一辆载人高温超导磁悬浮列车“世纪号”以及后 来研制的载人常温常导磁悬浮列车“未来号”等受到胡锦涛、

7、江泽民等党和国家领导人的高 度关注和充分肯定。据介绍，早在 1994 年，西南交大就研制成功中国第一辆可载人常导低 速磁浮列车，但那是在完全理想的实验室条件下运行成功的。 4磁悬浮列车2003 年，西南交大在四川成都青山磁悬浮列车线完工，该磁悬浮试验轨道长 420 米，主 要针对观光游客，票价低于出租车费。悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁铁“同性相斥， 异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮” 这种原理运用在铁路运输系统上，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无 磁悬浮列车轮”列车，时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”，亦称之为“磁垫车

8、”。 磁悬浮列车在磁力作用下，使车辆浮起，并沿着特殊的导轨运行。有速度快噪音低费用低 等特点. 原原理理磁悬浮列车利用“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的 能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约 1 厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高 度”空间飞行的奇迹。 由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有5两种相应的形式：一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车，它 利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体 悬浮运行的铁路；另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列 车，它是在车体底

9、部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在 T 形导轨的上方和伸臂部分下方 分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持 1015 毫米的间 隙，并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。 通俗的讲就是，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。由于它与 列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体 （N 极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S 极）所吸引，并且同时又被安装在轨道 上稍后一点的电磁体（N 极）所排斥。当列车前进时，在线圈里流动的电流流向就反转过 来了。其结果就是原来那个 S 极线圈，现

10、在变为 N 极线圈了，反之亦然。这样，列车由于 电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速，通过电能转换器调整在线圈里流动的交 流电的频率和电压。 优优点点磁悬浮列车总的来说，磁悬浮列车具有高速，低噪音，环保，经济和舒适等特点。 磁悬浮列车从 北京运行到上海，不超过个小时，从杭州至上海只需分钟。在时速达公里时， 乘客几乎听不到声响。磁悬浮列车采用电力驱动，其发展不受能源结构，特别是燃油供应 的限制，不排放有害气体。据专家介绍，磁悬浮线路的造价只是普通路轨的，而且 运行时间越长，效益会更明显。因为，磁悬浮列车的路轨寿命可达年，而普通路轨只 有年。磁悬浮列车车辆的寿命是年，轮轨列车是至年。此外，磁

11、悬浮列 车的年运行维修费仅为总投资的，而轮轨列车高达。磁悬浮高速列车的 运行和维修成本约是轮轨高速列车的。磁悬浮列车和轮轨列车乘客票价的成本比约 为：。 缺缺点点1.磁悬浮有一大缺点，它的车厢不能变轨，不像轨道列车可以从一条铁轨借助道岔进 入另一铁轨。这 6磁悬浮列车样一来，如果是两条轨道双向通行，一条轨道上的列车只能从一个起点驶向终点，到终点 后，原路返回。而不像轨道列车可以换轨到另一轨道返回。因此，一条轨道只能容纳一列 列车往返运行，造成浪费。磁悬浮轨道越长，使用效率越低。 2.由于磁悬浮系统是凭 借电磁力来进行悬浮，导向和驱动功能的，一旦断电，磁悬浮列车将发生严重的安全事故， 因此断电后

12、磁悬浮的安全保障措施仍然没有得到完全解决。 3.强磁场对人的健康，生 态环境的平衡与电子产品的运行都会产生不良影响。 面面临临的的困困难难磁悬浮列车磁悬浮列车虽然具有这么多的好处，但到目前为止，世界上只有上海浦东磁悬浮铁路 真 正投入商业运营。尽管日本和德国已经有了实验路线，尽管年上海浦东机场到市 区公里长的线路将投入正式运营，但磁悬浮列车要想如同现今的普通轮轨式铁路那般， 成为民众日常交通工具，似乎还遥遥无期。那么，究竟是什么原因呢？ 首先是安全 方面。由于磁悬浮系统必须辅之以电磁力完成悬浮、导向和驱动，因此在断电情况下列车 的安全就不能不是一个要考虑的问题。此外，在高速状态下运行时，列车的

13、稳定性和可靠 性也需要长期的实际检验。还有，则是建造时的技术难题。由于列车在运行时需要以特定 高度悬浮，因此对线路的平整度、路基下沉量等的要求都很高。而且，如何避免强磁场对 人体及环境的影响也一定要考虑到。 参加修建上海磁悬浮快速列车的电力专家介绍， 敷设在磁浮工程全线的电缆，是德国进口的一种普通铝芯制高压电缆，受电后将产生 高压。专家提醒有关部门，要注意工程沿线周围施工安全，并加强对沿线电缆的 保护力度，以防止意外事故发生。 即便有解决以上技术难题的手段，但是又牵涉到另 外一个问题钱。上海段约公里的线路设计投资为 100 亿元人民币，而德国的两条 线路，一条公里长，将耗资约亿欧元；另一条长度

14、公里，则将耗资 亿欧元（欧元约等于 10 元人民币） 。实际施工中，根据地形、路面及设计运送能力 的不同，当然造价也会相差较大。但无论如何，一公里的路线至少需要亿元人民币的投7资，也就是说，厘米线路就得花上0 元！ 磁悬浮列车原理：利用磁铁吸引力使车辆浮起来的磁悬浮列车，用的是“T”形导轨，车辆的两侧下部向 导轨的两边环抱。在车辆的下部的内翻部分面上装有磁力强大的电磁铁，导轨底部设有钢 板。钢板在上，电磁铁在下。 所谓电磁铁，就是一个金属线圈，当电流流经线圈时，能 产生磁力吸引钢板，因而车辆被向上抬举。当吸引力与车辆重力平衡，车辆就可悬浮在导 轨上方的一定高度上。改变电流，也就改变磁场强度，使

15、悬浮的高度得到调整。另一种磁 悬浮列车，采用相斥磁力使车辆浮起。它的轨道是“U”形的。当列车向前运动时，车辆下 面的电磁铁就使埋在轨道内的线圈中感应出电流，使轨道内线圈也变成了电磁铁，而且它 与车辆下的磁铁产生相斥的磁力，把车辆向上推离轨道。 利用相斥磁力悬浮的列车， 一开动很快就可以加速到时速 50 公里，跑了 5060 米的距离之后，便在轨道上悬浮起来。 列车沿着地面越“飞”越快，目前最高可以达每小时 550 公里（理论上可以到更高速） 。 磁悬浮列车的发展，将使地面交通发生革命性的变化。它速度快，运行安全、平稳舒适、 无噪声，可以实现全自动化运行。 技技术术系系统统磁悬浮列车主要由悬浮系

16、统、推进系统和导向系统三大部分组成，尽管可以使用与磁 力无关的推进系统，但在目前的绝大部分设计中，这三部分的功能均由磁力来完成。下面 分别对这三部分所采用的技术进行介绍。 悬悬浮浮系系统统：目前悬浮系统的设计，可以分为两个方向，分别是德国所采用的常导型和日本所采 用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统（EMS）和电力悬浮系统（EDS） 。图 4 给 出了两种系统的结构差别。 磁悬浮列车电电磁磁悬悬浮浮系系统统8（EMS）是一种吸力悬浮系统，是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互排 斥产生悬浮。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排斥 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