磁悬浮原理,磁悬浮 的原理是什么?( 四 )


由于磁悬浮列车具有造价高、高耗电、辐射大、不可靠等特点,因此前景不理想 。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多耗电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 , 震动大、舒适性较不好,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收费配置 。
磁悬浮列车的工作原理:
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?。?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 。
磁悬浮列车运行原理 :
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) 。
磁悬浮列车的种类:
磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类 。
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?。?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?。?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 。

经验总结扩展阅读