磁悬浮列车工作原理到底是? 磁悬浮列车原理是什么?

作者&投稿:符巧 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
  磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具,磁悬浮列车分为超导型和常导型两大类。简单地说,从内部技术而言,两者在系统上存在着是利用磁斥力、还是利用磁吸力的区别。从外部表象而言,两者存在着速度上的区别:超导型磁悬浮列车最高时速可达500公里以上(高速轮轨列车的最高时速一般为300—350公里),在1000至1500公里的距离内堪与航空竞争;而常导型磁悬浮列车时速为400~500公里,它的中低速则比较适合于城市间的长距离快速运输。
  上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”(简称“常导型”)磁悬浮列车。
  磁悬浮列车技术基础
  磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成,见图。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。
  磁悬浮列车工作原理
  磁悬浮列车利用“同性相斥,异性相吸”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。
  磁悬浮列车是怎样运行的?
  磁悬浮列车是利用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。
  排斥力使列车悬起来,吸引力让列车开动。
  磁悬浮列车车厢上装有超导磁铁,铁路底部安装线圈。通电后,地面线圈产生的磁场极性与车厢的电磁体极性总保持相同,两者“同性相斥”。
  排斥力使列车悬浮起来,常规机车的动力来自于机车头,磁悬浮列车的动力来自于轨道。轨道两侧装有线圈,交流电使线圈变为电磁体,它与列车上的磁铁相互作用。列车行驶时,车头的磁铁(n极)被轨道上靠前一点的电磁体(s极)所吸引,同时被轨道上稍后一点的电磁体(n极)所排斥———结果是前面“拉”,后面“推”,使列车前进。
  当到列车达图所标的位置时,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,现在变为n极线圈了,反之亦然。
  当到列车达图所标的位置时,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,现在变为n极线圈了,反之亦然。
  直线同步电机:其初级绕组沿轨道铺设,次级绕组安装在车体上,
在初级绕组中通入三相交流电,
气隙中产生平移磁场,该磁场切割次级导体,
产生电磁感应,
诱发磁场,该磁场与原有平移磁场方向相反,最终在路轨和车体间产生电磁推力.

你知道磁悬浮列车的原理吗?看完这个视频你就知道了





1、导向方式

磁悬浮列车利用电磁力的作用进行导向。现按常导磁吸式和超导磁斥式两种情况简述如下。

常导磁吸式的导向系统与悬浮系统类似,是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。车体与导向轨侧面之间保持一定间隙。

当车辆左右偏移时,车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用,使车辆恢复到正常位置。控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制来保持这一侧向间隙,从而达到控制列车运行方向的目的。

超导磁斥式的导向系统可以采用以下 3 种方式构成:

(1)在车辆上安装机械导向装置实现列车导向。这种装置通常采用车辆上的侧向导向辅助轮, 使之与导向轨侧面相互作用(滚动摩擦)以产生复原力,这个力与列车沿曲线运行时产生的侧向力相平衡,从而使列车沿着导向轨中心线运行。

(2)在车辆上安装专用的导向超导磁铁,使之与导向轨侧向的地面线圈和金属带产生磁斥力,该力与列车的侧向作用力相平衡,使列车保持正确的运行方向。这种导向方式避免了机械摩擦,只要控制侧向地面导向线圈中的电流,就可以使列车保持一定的侧向间隙。 

(3)利用磁力进行导引的“零磁通量”导向系铺设“8” 字形的封闭线圈。当列车上设置的超导磁体位于该线圈的对称中心线上时,线圈内的磁场为零;而当列车产生侧向位移时,“8”字形的线圈内磁场为零,并产生一个反作用力以平衡列车的侧向力,使列车回到线路中心线的位置。

2、推进方式

磁悬浮列车推进系统最关键的技术是把旋转电机展开成直线电机。它的基本构成和作用原理与普通旋转电机类似,展开以后,其传动方式也就由旋转运动变为直线运动。

常导磁吸式磁悬浮采用短定子异步直线电机。在车上安装三相电枢绕组,轨道上安装感应轨。采用车上供电方式。这种方式结构比较简单,容易维护,造价低,适用于中低速城市运输及近郊运输以及作为短程旅游线系统;主要缺点是功率偏低,不利于高速运行。

其中TR 型快速动车和上海引进 的 Transrapid 06 号磁悬浮列车,以及日本的 HSST型磁悬浮列车都采用这种形式。超导磁斥式磁悬浮采用长定子同步直线电机。其超导电磁体安装在车辆上,在轨道沿线设置无源闭合线圈或非磁性金属板。

作为磁浮装置的超导电磁线圈的采用,为直线同步电机的激磁线圈处 于超导状态提供了方便条件。它们可以共存于同一 个冷却系统,或者同一线圈同时起到悬浮、导向和推进的作用。

高速长定子同步直线电机牵引系统的构成相对复杂。地面牵引系统,供电一个区间(长约30km)区间又分成许多段(约300-1000 m),每段只有列车通过时供电,各段切换由触点真空开关完成。

为使列车在段间不冲动,需两组逆变器轮 流供电,其特点为大功率、高压、大电流。动力在地面的优势有路轨电机的功率强以及车辆的设计简化、重量轻。适用于高速和超高速磁悬浮铁路。日本和加拿大决定发展这种磁悬浮系统。

4、列车动能

“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,通过电流对磁场的作用就可以推动“转子”转动。不过耗电量巨大,就像一个个电动机铺满轨道,当向轨道这个“定子”输电时,通过电流对磁场的作用,列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。

扩展资料:

磁悬浮技术优缺点

1、优点

磁悬浮列车有许多优点:列车在铁轨上方悬浮运行,铁轨与车辆不接触,不但运行速度非常快,可以超过500 千米/小时,;无噪音,不排出有害的废气,有利于环境保护。由于无需车轮,不存在轮轨摩擦而产生的轮对磨损,减少了维护工作量和经营成本。

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。至2012年,中国和日本、德国、英国、美国等国都在积极研究这种车。日本的超导磁悬浮列车已经过在轨试验,即将进入实用阶段,运行时速可达300千米以上。

磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙(一般为1—10cm),因此运行安全、平稳舒适、无噪声,可以实现全自动化运行。

磁悬浮列车的使用寿命可达35年,而普通轮轨列车只有20—25年。磁悬浮列车路轨的寿命是80年,普通路轨只有60年。目前的最高时速是日本L0型磁悬浮列车在2015年达到的603公里/小时。

据德国科学家预测,到20年,磁悬浮列车采用新技术后,时速将达1000公里。而当前中国的轮轨列车运营速度最高时速为496公里 (法国 TGV 电气火车最高时速在2007年的测试中达到过574.8公里/小时)。

2、缺点

据称,在陆地上的交通工具没有轮子是很危险的。要克服很大的惯性,只有通过轮子与轨道的制动力来克服。磁悬浮列车没有轮子,如果突然停电,靠滑动摩擦是很危险的。

而对于磁悬浮,当遭遇突然停电,采取的是机械臂锁死轨道强制停车,这正是磁悬浮相对于轮轨滑动摩擦制动方式而言会更加危险,会导致车毁人亡的悲剧,国外无一例建造正是此特点。

此外,磁悬浮列车又是高架的,发生事故时在5米高处救援很困难,没有轮子,拖出事故现场困难;若区间停电,其他车辆、吊机也很难靠近。但是相比较于其他轮轨铁路,不论高铁、地铁,还是轻轨,也同样是高架的。

2006年,德国磁悬浮控制列车在试运行途中与一辆维修车相撞,报道称车上共29人,当场死亡23人,实际死亡25人,4人重伤。这说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力不可靠,不如轮轨列车。说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力远远比不上轮轨列车,且安全性没有轮轨火车高(轮轨安全性高数十倍)。

参考资料来源:百度百科-磁悬浮技术

参考资料来源:百度百科-磁悬浮列车



磁悬浮列车的工作原理是什么~

磁悬浮列车的原理是什么?
答:磁悬浮列车的工作原理基于三个核心概念。首先,当磁场靠近金属时,会在金属表面激发电子运动,进而产生电流。其次,根据电流的磁效应,流动的电流会在导体周围形成磁场,使得导体本身具备磁性。最后,磁铁之间会根据磁极的相互作用产生力:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。具体来看磁悬浮列车如何实现悬浮:列车...

磁悬浮列车的工作原理是什么?
答:磁悬浮列车的工作原理主要基于磁力。车辆通过安装在两侧转向架上的正常导电磁铁(悬挂电磁铁)与轨道上的磁铁产生吸引力,从而实现车辆的悬浮。悬浮力与车辆和轨道之间的间隙成反比关系。为了确保悬浮的稳定性和列车的顺畅运行,必须精确控制电磁铁中的电流,以维持恒定的磁场强度和悬浮力,同时保持车体和导轨...

磁悬浮列车的原理是什么
答:磁悬浮列车利用磁铁有同性相斥和异性相吸两种原理,所以磁悬浮列车有两种形式:一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的磁悬浮列车;另一种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。磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成。磁悬浮列车具有高速、低噪音、环保、舒适等各种优点。

为什么磁悬浮列车能够悬浮?
答:磁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”。...

什么是磁悬浮列车,工作原理是什么?
答:1. 电磁悬浮列车通过电励磁产生吸引力,使轨道和列车分离,并通过改变励磁电流来控制悬浮间隙的大小。上海磁悬浮列车就是基于这一原理。2. 超导磁悬浮列车则是利用电产生的磁力和超导体之间的排斥力来实现悬浮。超导体在超导态下具有完全抗磁性,能够在磁场中浮起。这种现象是超导体感应出超导电流,电流产生...

磁悬浮列车的工作原理是什么?(越学术性越好)(最好有图)
答: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像电机的 "转子"一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态下,列车...

磁悬浮列车工作原理到底是?
答:上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”(简称“常导型”)磁悬浮列车。磁悬浮列车技术基础 磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成,见图。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。磁悬浮列车工作原理 磁悬浮列车利用“同性相斥,异性相吸”...

磁悬浮列车是根据 的原理工作的
答:磁悬浮列车是一种没有车轮的陆上无接触式有轨交通工具,时速可达到500公里。它的原理,是利用常导或超导电磁铁与感应磁场之间产生相互吸引或排斥力,使列车“悬浮”在轨道上面或下面,作无摩擦的运行,从而克服了传统列车车轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题,并且具有启动、停车快和爬坡能力强等优点。

什么是磁悬浮列车,工作原理是什么?
答:磁悬浮列车也可以进入悬浮状态,这是因为悬浮和导向机制与列车运行速度无关。5. 磁浮技术涉及轨道、车辆、牵引、运行控制四大系统,并包含16项核心技术。德国、日本和中国是目前世界上拥有磁浮列车试验或营运路线的国家。6. 磁悬浮列车通过电磁力进行导向,其中常导磁吸式和超导磁斥式是两种主要的悬浮方式。