磁悬浮列车怎样保证不会发生脱轨事件?
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发布时间：2022-05-01 15:32
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时间：2023-10-22 03:16
吸引式的，就是德意志的，也就是上海目前使用的 吸引式的，轨道不存在任何的电磁铁，他是用感应钢板安装在轨道外缘的，车上有电磁铁，使用车载电源吸引感应钢板悬浮和导向，利用直线电机对感应钢板的作用，产生推进，停止和倒退等动力输出。
超导磁悬浮列车的原理2007-02-05 21:35磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。应用准确的定义来说，磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道间的无机械接触，再利用线性电机驱动列车运行。根据吸引力和排斥力的基本原理，国际上磁悬浮列车有两个发展方向。一个是以德国为代表的常规磁铁吸引式悬浮系统－－EMS系统，利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸引的基本原理，把列车吸引上来，悬空运行，悬浮的气隙较小，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；另一个是以日本的为代表的排斥式悬浮系统－－EDS系统，它使用超导的磁悬浮原理，使车轮和钢轨之间产生排斥力，使列车悬空运行，这种磁悬浮列车的悬浮气隙较大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500公里以上。这两个国家都坚定地认为自己国家的系统是最好的，都在把各自的技术推向实用化阶段。估计到下一个世纪，这两种技术路线将依然并存。
自1825年世界上第一条标准轨铁路出现以来,轮轨火车一直是人们出行的交通工具.然而,随着火车速度的提高,轮子和钢轨之间产生的猛烈冲击引起列车的强烈震动,发出很强的噪音,从而使乘客感到不舒服.由于列车行驶速度愈高,阻力就愈大.所以,当火车行驶速度超过每小时300公里时,就很难再提速了.
如果能够使火车从铁轨上浮起来,消除了火车车轮与铁轨之间的摩擦,就能大幅度地提高火车的速度.但如何使火车从铁轨上浮起来呢 科学家想到了两种解决方法:一种是气浮法,即使火车向铁轨地面大量喷气而利用其反作用力把火车浮起;另一种是磁浮法,即利用两个同名磁极之间的磁斥力或两个异名磁极之间磁吸力使火车从铁轨上浮起来.在陆地上使用气浮法不但会激扬起大量尘土,而且会产生很大的噪音,会对环境造成很大的污染,因而不宜采用.这就使磁悬浮火车成为研究和试验的的主要方法.
当今,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场,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.
德国和日本是世界上最早开展磁悬浮列车研究的国家,德国开发的磁悬浮列车Transrapid于1989年在埃姆斯兰试验线上达到每小时436公里的速度.日本开发的磁悬浮列车MAGLEV (Magnetically Levitated Trains)于1997年12月在山梨县的试验线上创造出每小时550公里的世界最高纪录.德国和日本两国在经过长期反复的论证之后,均认为有可能于下个世纪中叶以前使磁悬浮列车在本国投入运营.
磁悬浮列车运行原理
磁悬浮列车是现代高科技发展的产物.其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).其研究和制造涉及自动控制,电力电子技术,直线推进技术,机械设计制造,故障监测与诊断等众多学科,技术十分复杂,是一个国家科技实力和工业水平的重要标志.它与普通轮轨列车相比,具有低噪音,无污染,安全舒适和高速高效的特点,有着"零高度飞行器"的美誉,是一种具有广阔前景的新型交通工具,特别适合城市轨道交通.磁悬浮列车按悬浮方式不同一般分为推斥型和吸力型两种,按运行速度又有高速和中低速之分,这次国防科大研制开发的磁悬浮列车属于中低速常导吸力型磁悬浮列车.
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,悬浮的气隙较小,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.而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场,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.
德国的常导磁悬浮列车
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.
常导磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理.车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就象是同步直线电动机的励磁线圈,地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,它就象同步直线电动机的长定子绕组.从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动.同样,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就象电机的"转子"一样被推动做直线运动.从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动.
日本的超导磁悬浮列车
超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性.超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成,它不仅电流阻力为零,而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流,这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁.
超导磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集成设备,而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧,车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组,感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成.当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时,就会产生一个移动的电磁场,因而在列车导轨上产生磁波,这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力,正是这种推力推动列车前进.其原理就象冲浪运动一样,冲浪者是站在波浪的顶峰并由波浪推动他快速前进的.与冲浪者所面对的难题相同,超导磁悬浮列车要处理的也是如何才能准确地驾驭在移动电磁波的顶峰运动的问题.为此,在地面导轨上安装有探测车辆位置的高精度仪器,根据探测仪传来的信息调整三相交流电的供流方式,精确地控制电磁波形以使列车能良好地运行.
超导磁悬浮列车也是由沿线分布的变电所向地面导轨两侧的驱动绕组提供三相交流电,并与列车下面的动力集成绕组产生电感应而驱动,实现非接触性牵引和制动.但地面导轨两侧的悬浮导向绕组与外部动力电源无关,当列车接近该绕组时,列车超导磁铁的强电磁感应作用将自动地在地面绕组中感生电流,因此在其感应电流和超导磁铁之间产生了电磁力,从而将列车悬起,并经精密传感器检测轨道与列车之间的间隙,使其始终保持100毫米的悬浮间隙.同时,与悬浮绕组呈电气连接的导向绕组也将产生电磁导向力,保证了列车在任何速度下都能稳定地处于轨道中心行驶.
目前存在的技术问题
尽管磁悬浮列车技术有上述的许多优点,但仍然存在一些不足:
(1)由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮,导向和驱动功能的,断电后磁悬浮的安全保障措施,尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题.其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验.
(2)常导磁悬浮技术的悬浮高度较低,因此对线路的平整度,路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高.
(3)超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大,冷却系统重,强磁场对人体与环境都有影响.
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时间：2023-10-22 03:16
大连市*夏德仁在现场说，真正投入运营时，此车的轨道将铺设在绿色草坪之下，称为“暗轨”，从地面上看过去就好像车在草地上飞一样，如果推广开来，大连就可以率先进入绿色交通时代。
记者昨日有幸成为“中华01号”的第一批乘客，人坐在车上，会产生一种车正悬在空中，与地面没有摩擦的“轻松感”，而且也没有任何噪音。司机的操作室非常简单，只有一把椅子加一台电脑，司机师傅介绍说，磁悬浮列车对司机的技术要求很低，只要会操作电脑就可以。
据大连市永磁悬浮课题组介绍，“中华01号”磁悬浮技术验证车车长10.3米，宽3.12米，高2.86米，设计载客32人，是专为市区公交运输设计的，最高时速*在110公里以下。
“中华01号”磁悬浮耗能几乎为零，其净悬浮力可达4吨/米，运输能力相当于现行火车，而且采用车与路一体化结构设计，安全性大大提高。它的暗轨磁悬浮路段每公里造价仅为5000万元人民币，相当于国外的1/6，列车运行成本低于现行火车，是运行成本最低的磁悬浮。“中华01号”是于9月29日在大连研制成功的。
中国工程院院士沈闻孙说，磁悬浮列车是当今世界上最先进的交通工具，目前，只有德国、日本在进行研制，由于造价高、悬浮力小等原因至今未能推广开来。大连磁悬浮项目课题组经过16年的努力，研制出拥有自主知识产权的永磁补偿式悬浮技术，它所采用的永磁材料由稀土资源合成，而中国是世界稀土资源第一大国，储量占全世界85%。该技术与德国为代表的常导电磁吸式悬浮技术、日本为代表的超导电动悬浮技术相比，具有造价低、悬浮力大等优点，具有较高的商业价值，更适合我国的国情。
据悉，大连将建一条长1.5公里的磁悬浮试验线路用于旅游观光。据《大连晚报》
大连年内建"中国动力"磁浮
3公里磁浮线路完全拥有自主知识产权，晨报探访大连永磁悬浮课题组
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不同于上海，大连磁浮“悬空飞行”
在大连磁谷科技有限公司总经理苏珣和工作人员的带领下，笔者来到大连磁谷科技公司实验车间。
这是一个较为空旷的厂房，摆放着几列装置以及两条已经研制成功的永磁悬浮列车实验线。这个车间里最为抢眼的，就是悬挂在约40米轨道上的“中华06号”轻型吊轨磁悬浮技术验证列车。
与上海的磁浮列车不同，大连的磁悬浮试验列车完全悬挂在半空中。在工作人员的许可下，笔者登上了这辆“悬空”的永磁悬浮列车感受一番。
短短的40米距离，笔者还未能体会到那种奔驰如飞的感觉，刚刚加速就已经到达了终点，但是列车在行驶过程中的平稳和安静却令人印象深刻。这节外形奇特的磁悬浮列车共设有10个乘客座位，虽然还只是一节技术验证列车，但是其内里的装饰与设施却尽显现代化。
苏珣告诉笔者，“中华06号”的所有设施配件都是由当地制造的，采用吊轨的形式还能够节约地面的土地资源。“列车吊在半空中行驶，轨道的上面和下面都可以利用起来，作为其它的交通线路。”
“中华06号”旁边的一条轨道上，还有一节能容纳30人的大型游览永磁悬浮列车。在旁边的一个大厅内，有数件磁谷科技的技术装置，其中就包括最近公布的永磁悬浮列车的“心脏”———磁动机。苏珣详细地为笔者讲解了磁动机的工作原理，工作人员还当场开启了105牛顿和1500牛顿的两台磁动机，在磁能的作用下，相互间隔的“磁轮”开始高速转动，但产生的音量却微乎其微。
最高时速536公里，稳定悬浮不耗电
2004年10月，“中华01号”暗轨磁悬浮技术验证列车开始首次运行，标志着中国永磁悬浮列车在大连诞生。时隔两年，大连磁谷科技于今年6月中旬宣布拥有完全自主知识产权的磁动机技术已经研发成功，最高可驱动达536公里/小时的速度，大连还将在年内建设一条3公里长的永磁悬浮线路……
“永磁悬浮一个最大的特点，就是几乎不用耗费电能就可以实现稳定的悬浮。”苏珣向笔者解释说，德国的常导磁悬浮和日本的超导磁悬浮技术，都是利用线圈将电能转化为磁能来实现悬浮的，相比之下永磁悬浮技术既节省了能源又节省了成本。“永磁悬浮技术有五个优点：节能、环保、造价低、运营成本低、承载能力大。”
苏珣告诉笔者，这些看似简单的技术特点都是经历无数次失败后才达到实际运用效果的。“我们目前的技术，净悬浮力已经达到4吨/米，承载能力相当于现在的火车；永磁悬浮列车复线每公里建设费造价在0.8亿－2亿元人民币，也远低于国外。”
苏珣还透露，大连磁谷将于年内建设一条3公里长的磁悬浮线路。“我们初步设想将它建在海边或公园等游人众多的地方，以便让更多的人来感受它，同时也让市场来考验它。”
最初的爱好，让他耗费了18年
李岭群回忆起永磁悬浮研发的前尘往事感慨万千。
1988年，为了以后能不再坐数十个小时的火车往返于新疆和北京之间，大连磁谷科技董事长兼首席科学家李岭群开始研究磁悬浮。
“1988年就立项了，最初更多的是把它作为一种爱好，根本没想到会发展到今天。”李岭群原本是搞地质研究的，一个美好的梦想加上他对磁能的浓厚兴趣，让他带领着他的团队在永磁悬浮这条路上一走就是18年。
永磁悬浮课题组之前在新疆搞了15年的研发，而资金的缺乏和工业技术手段的落后使他们的研究一再受阻。李岭群在1997年才第一次看到关于德日磁悬浮技术的系统资料。“我们对国外技术的了解不多，又在研究一个全新的系统，很多东西都要靠我们自己去摸索。”
“2003年课题组搬到大连之后，我们的技术研究开始集中在短时间内由科技理论成果向实用技术转化。”李岭群说，在大连市*的扶持和东北工业基地的技术支持下，他们的研究进展很快。
要改变人们生活，还有很长的路
“现在我们的永磁悬浮技术已经成熟，大连已经走到了让技术迈向产品化的这一步，但离大规模改变老百姓生活的那一天，还有很长的路要走。”李岭群说。
在大连磁谷公布技术成果之后，“是否掌握核心技术”、“与国外技术相比谁更好”等问题成为社会各方面关注的热点。“‘核心技术’是相对而言的，每个不同的系统都有各自不同的‘核心技术’，不能用别人的标准来判定自己的成果。”李岭群表示，在上海运行的采用德国技术的磁浮列车，其核心技术主要是导向、牵引及其控制技术，这与大连永磁悬浮以磁动机和永磁补偿系统为核心是有很大区别的。
“一项新生的事物，找到适合自己生存发展的空间才算是成功的，未必非要把别人比下去才叫好东西。”李岭群说，上海的磁浮列车采用的是德国常导磁悬浮技术，在经历了很长一段时间商业化运营之后，其安全性和稳定性是有目共睹的，这项技术的成熟性他非常认同。
目前国内从事磁悬浮列车研究的还有西南交通大学、国防科技大学等，还有些个人或团体也都提出过一些颇有价值的方案，为什么不能将各地的磁浮研究力量集中起来，建立一个全国性的研究中心呢？李岭群说：“将一些研究阶段、研究方向甚至研究基础都不同的人硬扭在一起，是很难搞出技术成果的，而通过‘论坛’的方式加强沟通是可行的。”
单靠国内技术，还无法建成磁浮交通线
国防科技大学磁悬浮技术研究中心教授常文森是中国磁悬浮列车研究的先驱者，在谈到目前国内磁悬浮列车的研究现状时，常文森表示，我们要走的路还很长。
“磁悬浮有广泛的应用领域，但是把它应用在列车这种交通工具上，是要慎之又慎的。”常文森告诉笔者，一条成熟的磁悬浮交通线路，必须把系统维护、设备生产等问题全部考虑在内，确保万无一失后才能真正用于交通运输。“事实上，我们拥有不少的磁悬浮自主知识产权，但要系统的将这些技术运用于城市交通，还有很大距离。”
“一条能作为城市交通使用的磁悬浮线路，不可能只有几公里长。线路长了需要考虑的问题和技术难度也会相应增多。”常文森向笔者介绍说，以后高速磁悬浮将成为我国磁悬浮建设的一种主导模式，相对而言低速磁悬浮的市场面较窄。“上海目前运营的这条磁悬浮线路，有很多设备零件都是我们自己生产的，但是现在单纯依靠我们的技术，还不可能建成一条高速又稳定的磁悬浮交通线路。”
常文森作为科技部磁悬浮专家组成员，曾参与过2004年对大连永磁悬浮技术的鉴定，对于大连将要建设一条3公里磁悬浮线路的做法，他表示认同。“3公里的线路如果用于旅游的话，其经济效益和实用价值都会得到体现。”
[永磁悬浮答疑]
问：永磁长期使用会不会存在消磁的现象？
李岭群：永磁采用的磁铁是经过处理的，只有在特定条件下才可能出现消磁现象，而在实际运行中不会出现消磁所需的条件。我们采用的永磁是从厂家处购买，出厂前必须是达到国家标准的。
问：永磁悬浮列车轨道在安装维修时不能使用铁磁性的工具吗？
李岭群：对。因为永磁会对含铁的物质产生很大吸力，所以在安装、维修时我们都使用非铁磁性的工具，例如铜扳手等等。
问：永磁是否会吸附空气或环境中的铁质垃圾？这会不会造成安全隐患？
李岭群：任何交通工具遭到破坏的话，都会有危险。我们已经有成熟的排障系统来清除垃圾。另外由于采用车轨一体化镶嵌结构，即便出现意外也不会造成脱轨，安全性因此大大提高。
问：日后永磁悬浮列车的票价会不会比现有的磁悬浮便宜？
李岭群：票价是依照建造、维护检修、运营等方面的成本来决定的，而永磁悬浮在这些方面的成本要比常导、超导磁悬浮系统低，所以票价应该也较低。
问：工作人员常年在高强度的磁场环境下工作，会不会对身体有所损害？
李岭群：永磁体表面磁场强度在1.5T（特斯拉）以下，经闭磁处理后，漏磁很少，距磁体200mm处就与大地磁场强度相当了。我们的工作人员已经与永磁场打了快20年的交道，还没人因此而感到不适过。
http://www.baidu.com/s?wd=%B4%C5%D0%FC%B8%A1+%B4%F3%C1%AC&cl=3
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时间：2023-10-22 03:16
吸引式的，就是德意志的，也就是上海目前使用的 吸引式的，轨道不存在任何的电磁铁，他是用感应钢板安装在轨道外缘的，车上有电磁铁，使用车载电源吸引感应钢板悬浮和导向，利用直线电机对感应钢板的作用，产生推进，停止和倒退等动力输出。
超导磁悬浮列车的原理2007-02-05 21:35磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。应用准确的定义来说，磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道间的无机械接触，再利用线性电机驱动列车运行。根据吸引力和排斥力的基本原理，国际上磁悬浮列车有两个发展方向。一个是以德国为代表的常规磁铁吸引式悬浮系统－－EMS系统，利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸引的基本原理，把列车吸引上来，悬空运行，悬浮的气隙较小，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；另一个是以日本的为代表的排斥式悬浮系统－－EDS系统，它使用超导的磁悬浮原理，使车轮和钢轨之间产生排斥力，使列车悬空运行，这种磁悬浮列车的悬浮气隙较大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500公里以上。这两个国家都坚定地认为自己国家的系统是最好的，都在把各自的技术推向实用化阶段。估计到下一个世纪，这两种技术路线将依然并存。
自1825年世界上第一条标准轨铁路出现以来,轮轨火车一直是人们出行的交通工具.然而,随着火车速度的提高,轮子和钢轨之间产生的猛烈冲击引起列车的强烈震动,发出很强的噪音,从而使乘客感到不舒服.由于列车行驶速度愈高,阻力就愈大.所以,当火车行驶速度超过每小时300公里时,就很难再提速了.
如果能够使火车从铁轨上浮起来,消除了火车车轮与铁轨之间的摩擦,就能大幅度地提高火车的速度.但如何使火车从铁轨上浮起来呢 科学家想到了两种解决方法:一种是气浮法,即使火车向铁轨地面大量喷气而利用其反作用力把火车浮起;另一种是磁浮法,即利用两个同名磁极之间的磁斥力或两个异名磁极之间磁吸力使火车从铁轨上浮起来.在陆地上使用气浮法不但会激扬起大量尘土,而且会产生很大的噪音,会对环境造成很大的污染,因而不宜采用.这就使磁悬浮火车成为研究和试验的的主要方法.
当今,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场,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.
德国和日本是世界上最早开展磁悬浮列车研究的国家,德国开发的磁悬浮列车Transrapid于1989年在埃姆斯兰试验线上达到每小时436公里的速度.日本开发的磁悬浮列车MAGLEV (Magnetically Levitated Trains)于1997年12月在山梨县的试验线上创造出每小时550公里的世界最高纪录.德国和日本两国在经过长期反复的论证之后,均认为有可能于下个世纪中叶以前使磁悬浮列车在本国投入运营.
磁悬浮列车运行原理
磁悬浮列车是现代高科技发展的产物.其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).其研究和制造涉及自动控制,电力电子技术,直线推进技术,机械设计制造,故障监测与诊断等众多学科,技术十分复杂,是一个国家科技实力和工业水平的重要标志.它与普通轮轨列车相比,具有低噪音,无污染,安全舒适和高速高效的特点,有着"零高度飞行器"的美誉,是一种具有广阔前景的新型交通工具,特别适合城市轨道交通.磁悬浮列车按悬浮方式不同一般分为推斥型和吸力型两种,按运行速度又有高速和中低速之分,这次国防科大研制开发的磁悬浮列车属于中低速常导吸力型磁悬浮列车.
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,悬浮的气隙较小,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.而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场,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.
德国的常导磁悬浮列车
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.
常导磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理.车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就象是同步直线电动机的励磁线圈,地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,它就象同步直线电动机的长定子绕组.从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动.同样,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就象电机的"转子"一样被推动做直线运动.从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动.
日本的超导磁悬浮列车
超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性.超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成,它不仅电流阻力为零,而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流,这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁.
超导磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集成设备,而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧,车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组,感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成.当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时,就会产生一个移动的电磁场,因而在列车导轨上产生磁波,这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力,正是这种推力推动列车前进.其原理就象冲浪运动一样,冲浪者是站在波浪的顶峰并由波浪推动他快速前进的.与冲浪者所面对的难题相同,超导磁悬浮列车要处理的也是如何才能准确地驾驭在移动电磁波的顶峰运动的问题.为此,在地面导轨上安装有探测车辆位置的高精度仪器,根据探测仪传来的信息调整三相交流电的供流方式,精确地控制电磁波形以使列车能良好地运行.
超导磁悬浮列车也是由沿线分布的变电所向地面导轨两侧的驱动绕组提供三相交流电,并与列车下面的动力集成绕组产生电感应而驱动,实现非接触性牵引和制动.但地面导轨两侧的悬浮导向绕组与外部动力电源无关,当列车接近该绕组时,列车超导磁铁的强电磁感应作用将自动地在地面绕组中感生电流,因此在其感应电流和超导磁铁之间产生了电磁力,从而将列车悬起,并经精密传感器检测轨道与列车之间的间隙,使其始终保持100毫米的悬浮间隙.同时,与悬浮绕组呈电气连接的导向绕组也将产生电磁导向力,保证了列车在任何速度下都能稳定地处于轨道中心行驶.
目前存在的技术问题
尽管磁悬浮列车技术有上述的许多优点,但仍然存在一些不足:
(1)由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮,导向和驱动功能的,断电后磁悬浮的安全保障措施,尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题.其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验.
(2)常导磁悬浮技术的悬浮高度较低,因此对线路的平整度,路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高.
(3)超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大,冷却系统重,强磁场对人体与环境都有影响.
热心网友
时间：2023-10-22 03:16
大连市*夏德仁在现场说，真正投入运营时，此车的轨道将铺设在绿色草坪之下，称为“暗轨”，从地面上看过去就好像车在草地上飞一样，如果推广开来，大连就可以率先进入绿色交通时代。
记者昨日有幸成为“中华01号”的第一批乘客，人坐在车上，会产生一种车正悬在空中，与地面没有摩擦的“轻松感”，而且也没有任何噪音。司机的操作室非常简单，只有一把椅子加一台电脑，司机师傅介绍说，磁悬浮列车对司机的技术要求很低，只要会操作电脑就可以。
据大连市永磁悬浮课题组介绍，“中华01号”磁悬浮技术验证车车长10.3米，宽3.12米，高2.86米，设计载客32人，是专为市区公交运输设计的，最高时速*在110公里以下。
“中华01号”磁悬浮耗能几乎为零，其净悬浮力可达4吨/米，运输能力相当于现行火车，而且采用车与路一体化结构设计，安全性大大提高。它的暗轨磁悬浮路段每公里造价仅为5000万元人民币，相当于国外的1/6，列车运行成本低于现行火车，是运行成本最低的磁悬浮。“中华01号”是于9月29日在大连研制成功的。
中国工程院院士沈闻孙说，磁悬浮列车是当今世界上最先进的交通工具，目前，只有德国、日本在进行研制，由于造价高、悬浮力小等原因至今未能推广开来。大连磁悬浮项目课题组经过16年的努力，研制出拥有自主知识产权的永磁补偿式悬浮技术，它所采用的永磁材料由稀土资源合成，而中国是世界稀土资源第一大国，储量占全世界85%。该技术与德国为代表的常导电磁吸式悬浮技术、日本为代表的超导电动悬浮技术相比，具有造价低、悬浮力大等优点，具有较高的商业价值，更适合我国的国情。
据悉，大连将建一条长1.5公里的磁悬浮试验线路用于旅游观光。据《大连晚报》
大连年内建"中国动力"磁浮
3公里磁浮线路完全拥有自主知识产权，晨报探访大连永磁悬浮课题组
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不同于上海，大连磁浮“悬空飞行”
在大连磁谷科技有限公司总经理苏珣和工作人员的带领下，笔者来到大连磁谷科技公司实验车间。
这是一个较为空旷的厂房，摆放着几列装置以及两条已经研制成功的永磁悬浮列车实验线。这个车间里最为抢眼的，就是悬挂在约40米轨道上的“中华06号”轻型吊轨磁悬浮技术验证列车。
与上海的磁浮列车不同，大连的磁悬浮试验列车完全悬挂在半空中。在工作人员的许可下，笔者登上了这辆“悬空”的永磁悬浮列车感受一番。
短短的40米距离，笔者还未能体会到那种奔驰如飞的感觉，刚刚加速就已经到达了终点，但是列车在行驶过程中的平稳和安静却令人印象深刻。这节外形奇特的磁悬浮列车共设有10个乘客座位，虽然还只是一节技术验证列车，但是其内里的装饰与设施却尽显现代化。
苏珣告诉笔者，“中华06号”的所有设施配件都是由当地制造的，采用吊轨的形式还能够节约地面的土地资源。“列车吊在半空中行驶，轨道的上面和下面都可以利用起来，作为其它的交通线路。”
“中华06号”旁边的一条轨道上，还有一节能容纳30人的大型游览永磁悬浮列车。在旁边的一个大厅内，有数件磁谷科技的技术装置，其中就包括最近公布的永磁悬浮列车的“心脏”———磁动机。苏珣详细地为笔者讲解了磁动机的工作原理，工作人员还当场开启了105牛顿和1500牛顿的两台磁动机，在磁能的作用下，相互间隔的“磁轮”开始高速转动，但产生的音量却微乎其微。
最高时速536公里，稳定悬浮不耗电
2004年10月，“中华01号”暗轨磁悬浮技术验证列车开始首次运行，标志着中国永磁悬浮列车在大连诞生。时隔两年，大连磁谷科技于今年6月中旬宣布拥有完全自主知识产权的磁动机技术已经研发成功，最高可驱动达536公里/小时的速度，大连还将在年内建设一条3公里长的永磁悬浮线路……
“永磁悬浮一个最大的特点，就是几乎不用耗费电能就可以实现稳定的悬浮。”苏珣向笔者解释说，德国的常导磁悬浮和日本的超导磁悬浮技术，都是利用线圈将电能转化为磁能来实现悬浮的，相比之下永磁悬浮技术既节省了能源又节省了成本。“永磁悬浮技术有五个优点：节能、环保、造价低、运营成本低、承载能力大。”
苏珣告诉笔者，这些看似简单的技术特点都是经历无数次失败后才达到实际运用效果的。“我们目前的技术，净悬浮力已经达到4吨/米，承载能力相当于现在的火车；永磁悬浮列车复线每公里建设费造价在0.8亿－2亿元人民币，也远低于国外。”
苏珣还透露，大连磁谷将于年内建设一条3公里长的磁悬浮线路。“我们初步设想将它建在海边或公园等游人众多的地方，以便让更多的人来感受它，同时也让市场来考验它。”
最初的爱好，让他耗费了18年
李岭群回忆起永磁悬浮研发的前尘往事感慨万千。
1988年，为了以后能不再坐数十个小时的火车往返于新疆和北京之间，大连磁谷科技董事长兼首席科学家李岭群开始研究磁悬浮。
“1988年就立项了，最初更多的是把它作为一种爱好，根本没想到会发展到今天。”李岭群原本是搞地质研究的，一个美好的梦想加上他对磁能的浓厚兴趣，让他带领着他的团队在永磁悬浮这条路上一走就是18年。
永磁悬浮课题组之前在新疆搞了15年的研发，而资金的缺乏和工业技术手段的落后使他们的研究一再受阻。李岭群在1997年才第一次看到关于德日磁悬浮技术的系统资料。“我们对国外技术的了解不多，又在研究一个全新的系统，很多东西都要靠我们自己去摸索。”
“2003年课题组搬到大连之后，我们的技术研究开始集中在短时间内由科技理论成果向实用技术转化。”李岭群说，在大连市*的扶持和东北工业基地的技术支持下，他们的研究进展很快。
要改变人们生活，还有很长的路
“现在我们的永磁悬浮技术已经成熟，大连已经走到了让技术迈向产品化的这一步，但离大规模改变老百姓生活的那一天，还有很长的路要走。”李岭群说。
在大连磁谷公布技术成果之后，“是否掌握核心技术”、“与国外技术相比谁更好”等问题成为社会各方面关注的热点。“‘核心技术’是相对而言的，每个不同的系统都有各自不同的‘核心技术’，不能用别人的标准来判定自己的成果。”李岭群表示，在上海运行的采用德国技术的磁浮列车，其核心技术主要是导向、牵引及其控制技术，这与大连永磁悬浮以磁动机和永磁补偿系统为核心是有很大区别的。
“一项新生的事物，找到适合自己生存发展的空间才算是成功的，未必非要把别人比下去才叫好东西。”李岭群说，上海的磁浮列车采用的是德国常导磁悬浮技术，在经历了很长一段时间商业化运营之后，其安全性和稳定性是有目共睹的，这项技术的成熟性他非常认同。
目前国内从事磁悬浮列车研究的还有西南交通大学、国防科技大学等，还有些个人或团体也都提出过一些颇有价值的方案，为什么不能将各地的磁浮研究力量集中起来，建立一个全国性的研究中心呢？李岭群说：“将一些研究阶段、研究方向甚至研究基础都不同的人硬扭在一起，是很难搞出技术成果的，而通过‘论坛’的方式加强沟通是可行的。”
单靠国内技术，还无法建成磁浮交通线
国防科技大学磁悬浮技术研究中心教授常文森是中国磁悬浮列车研究的先驱者，在谈到目前国内磁悬浮列车的研究现状时，常文森表示，我们要走的路还很长。
“磁悬浮有广泛的应用领域，但是把它应用在列车这种交通工具上，是要慎之又慎的。”常文森告诉笔者，一条成熟的磁悬浮交通线路，必须把系统维护、设备生产等问题全部考虑在内，确保万无一失后才能真正用于交通运输。“事实上，我们拥有不少的磁悬浮自主知识产权，但要系统的将这些技术运用于城市交通，还有很大距离。”
“一条能作为城市交通使用的磁悬浮线路，不可能只有几公里长。线路长了需要考虑的问题和技术难度也会相应增多。”常文森向笔者介绍说，以后高速磁悬浮将成为我国磁悬浮建设的一种主导模式，相对而言低速磁悬浮的市场面较窄。“上海目前运营的这条磁悬浮线路，有很多设备零件都是我们自己生产的，但是现在单纯依靠我们的技术，还不可能建成一条高速又稳定的磁悬浮交通线路。”
常文森作为科技部磁悬浮专家组成员，曾参与过2004年对大连永磁悬浮技术的鉴定，对于大连将要建设一条3公里磁悬浮线路的做法，他表示认同。“3公里的线路如果用于旅游的话，其经济效益和实用价值都会得到体现。”
[永磁悬浮答疑]
问：永磁长期使用会不会存在消磁的现象？
李岭群：永磁采用的磁铁是经过处理的，只有在特定条件下才可能出现消磁现象，而在实际运行中不会出现消磁所需的条件。我们采用的永磁是从厂家处购买，出厂前必须是达到国家标准的。
问：永磁悬浮列车轨道在安装维修时不能使用铁磁性的工具吗？
李岭群：对。因为永磁会对含铁的物质产生很大吸力，所以在安装、维修时我们都使用非铁磁性的工具，例如铜扳手等等。
问：永磁是否会吸附空气或环境中的铁质垃圾？这会不会造成安全隐患？
李岭群：任何交通工具遭到破坏的话，都会有危险。我们已经有成熟的排障系统来清除垃圾。另外由于采用车轨一体化镶嵌结构，即便出现意外也不会造成脱轨，安全性因此大大提高。
问：日后永磁悬浮列车的票价会不会比现有的磁悬浮便宜？
李岭群：票价是依照建造、维护检修、运营等方面的成本来决定的，而永磁悬浮在这些方面的成本要比常导、超导磁悬浮系统低，所以票价应该也较低。
问：工作人员常年在高强度的磁场环境下工作，会不会对身体有所损害？
李岭群：永磁体表面磁场强度在1.5T（特斯拉）以下，经闭磁处理后，漏磁很少，距磁体200mm处就与大地磁场强度相当了。我们的工作人员已经与永磁场打了快20年的交道，还没人因此而感到不适过。
http://www.baidu.com/s?wd=%B4%C5%D0%FC%B8%A1+%B4%F3%C1%AC&cl=3
热心网友
时间：2023-10-22 03:17
但是,断电后的制动问题,可能会使机车与铁轨发生剧烈摩擦,导致事故
热心网友
时间：2023-10-22 03:17
但是,断电后的制动问题,可能会使机车与铁轨发生剧烈摩擦,导致事故
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时间：2023-10-22 03:17
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时间：2023-10-22 03:17
