磁悬浮列车工作原理 磁悬浮列车的工作原理

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

磁悬浮列车利用“同极相斥，异极相吸”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。

日本JR磁悬浮MLX01-2实验车
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10—15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。

磁悬浮列车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。

磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和斥力）来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不同于其他列车需要接触地面，因此只受来自空气的阻力。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。
磁悬浮的基本原理很简单，就是利用“同性相斥、异性相吸”的电磁原理，让磁铁对抗地心引力，让车辆悬浮起来（一般情况下不超过1厘米），然后利用电磁力引导，推动列车前行。目前包括两种具体的结构。
（1）第一种，是以德国为代表的常导磁悬浮。轨道是一种T型台，列车两边下部要把T型轨道的两边包住，由安装在列车车体底部的常规电磁体与位于电磁体上方的导磁轨道间的吸引力实现悬浮。常导磁悬浮的优势是技术简单，劣势是产生的电磁吸引力较小，列车与轨道之间的缝隙大约8—10毫米。常导型高速磁悬浮列车的时速可达400公里—500公里之间。
上海浦东机场线采用的就是德国常导磁悬浮技术，由德国Transrapid公司于2001年在中国上海浦东国际机场至地铁龙阳路站建设，2002年正式启用。该线全长30公里，列车最高时速达430公里，平均运行时速380公里，转弯处半径达8000米，由起点至终点站只需8分钟。
（2）第二种，是以日本为代表的超导磁悬浮列车系统。超导磁悬浮就不是列车包轨道了，而是轨道包列车，它是利用车载超导磁体在运动过程中与轨道的感应磁场产生相互排斥力而悬浮于轨道上，列车在一个U型槽内运营。超导磁悬浮，悬浮气隙较大，一般为100mm左右。超导磁悬浮的优点是悬浮力大，列车运行速度快，可以实现时速500公里以上运行；缺点是技术复杂安全性低。

　　磁悬浮列车由无接触电磁悬浮、导向和驱动系统组成新型交通工具磁悬浮列车分超导型和常导型两大类简单地说从内部技术而言两者系统上存着利用磁斥力、还利用磁吸力区别从外部表象而言两者存着速度上区别：超导型磁悬浮列车高时速达500公里上（高速轮轨列车高时速般300—350公里）1000至1500公里距离内堪与航空竞争；而常导型磁悬浮列车时速400～500公里低速则比较适合于城市间长距离快速运输
　　上海磁悬浮列车常导磁吸型（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使用与磁力无关推进系统目前绝大部分设计三部分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原理让磁铁具有抗拒地心引力能力使车体完全脱离轨道悬浮距离轨道约1厘米处腾空行驶创造了近乎零高度空间飞行奇迹
　　磁悬浮列车样运行
　　磁悬浮列车利用磁极吸引力和排斥力高科技交通工具
　　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地面线圈产生磁场极性与车厢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动力来自于机车头磁悬浮列车动力来自于轨道轨道两侧装有线圈交流电使线圈变电磁体与列车上磁铁相互作用列车行驶时车头磁铁（N极）被轨道上靠前点电磁体（S极）所吸引同时被轨道上稍点电磁体（N极）所排斥———结前面拉面推使列车前进
　　当列车达图所标位置时线圈里流动电流流向反转过来了其结原来S极线圈现变N极线圈了反之亦
　　当列车达图所标位置时线圈里流动电流流向反转过来了其结原来S极线圈现变N极线圈了反之亦
　　直线同步电机:其初级绕组沿轨道铺设,次级绕组安装车体上,
初级绕组通入三相交流电,
气隙产生平移磁场,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,终路轨和车体间产生电磁推力.

磁悬浮列车的工作原理是什么~

磁悬浮列车的工作原理10字
答：磁悬浮列车的工作原理10字：电磁吸力悬浮原理。简要概述工作原理：使用安装在车辆两侧转向架上的正常导电磁铁(悬挂电磁铁)和铺设在线路导轨上的磁铁，磁场产生的吸引力将使车辆浮动。车辆和轨道面粉之间的间隙与吸引力的大小成反比。为了保证这种悬挂的可靠性和列车的平稳运行，并使直线电机具有更高的功率，...

磁悬浮列车的原理是什么
答：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...

磁悬浮列车是利用什么原理悬浮起来的
答：磁悬浮列车利用同性相斥和异性相吸的电磁原理实现悬浮。它通过在列车底部和轨道两侧安装超导磁铁和线圈，利用电流产生的磁场实现磁力的相互作用。当这些磁铁的磁极相同或相反时，它们会产生排斥力或吸引力，使列车悬浮在轨道上。这种悬浮方式不仅减小了列车的摩擦力，还允许列车在没有物理接触的情况下运行，从而...

磁悬浮列车是怎样运行的?
答：“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...

上海磁悬浮列车的工作原理
答：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...

磁悬浮列车运用了怎样的原理?
答：所以越往下越亮。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”。

磁悬浮列车的原理是什么?
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”。...

上海磁悬浮列车的工作原理
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。磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，...

磁悬浮列车的原理
答：磁悬浮列车的工作原理主要是通过磁力的作用来实现列车与轨道之间的悬浮和驱动。中国采用的常导磁悬浮抱轨技术，在上海运营的磁悬浮列车是世界上第一条商业化的磁悬浮线路，连接市区和机场，最高时速可达430公里，30公里的距离仅需8分钟。日本使用的是低温超导型磁悬浮技术，超导体在低温下具有零电阻和完全抗...