磁懸浮列車

【“常導(dǎo)型”】 [編輯本段]

世界第一條磁懸浮列車示范運(yùn)營線——上海磁懸浮列車，建成后，從浦東龍陽路站到浦東國際機(jī)場，三十多公里只需8分鐘。上海磁懸浮列車是“常導(dǎo)磁吸型”（簡稱“常導(dǎo)型”）磁懸浮列車。是利用“異性相吸”原理設(shè)計(jì)，是一種吸力懸浮系統(tǒng)，利用安裝在列車兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的懸浮電磁鐵，和鋪設(shè)在軌道上的磁鐵，在磁場作用下產(chǎn)生的吸力使車輛浮起來。

列車底部及兩側(cè)轉(zhuǎn)向架的頂部安裝電磁鐵，在“工”字軌的上方和上臂部分的下方分別設(shè)反作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流使電磁鐵和軌道間保持1厘米的間隙，讓轉(zhuǎn)向架和列車間的排斥力與列車重力相互平衡，利用磁鐵排斥力將列車浮起1厘米左右，使列車懸浮在軌道上運(yùn)行。這必須精確控制電磁鐵的電流。

懸浮列車的驅(qū)動和同步直線電動機(jī)原理一模一樣。通俗說，在位于軌道兩側(cè)的線圈里流動的交流電，能將線圈變成電磁體，由于它與列車上的電磁體的相互作用，使列車開動。

列車頭部的電磁體N極被安裝在靠前一點(diǎn)的軌道上的電磁體S極所吸引，同時又被安裝在軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體N極所排斥。列車前進(jìn)時，線圈里流動的電流方向就反過來，即原來的S極變成N極，N極變成S極。循環(huán)交替，列車就向前奔馳。

穩(wěn)定性由導(dǎo)向系統(tǒng)來控制。“常導(dǎo)型磁吸式”導(dǎo)向系統(tǒng)，是在列車側(cè)面安裝一組專門用于導(dǎo)向的電磁鐵。列車發(fā)生左右偏移時，列車上的導(dǎo)向電磁鐵與導(dǎo)向軌的側(cè)面相互作用，產(chǎn)生排斥力，使車輛恢復(fù)正常位置。列車如運(yùn)行在曲線或坡道上時，控制系統(tǒng)通過對導(dǎo)向磁鐵中的電流進(jìn)行控制，達(dá)到控制運(yùn)行目的。

“常導(dǎo)型”磁懸浮列車的構(gòu)想由德國工程師赫爾曼·肯佩爾于1922年提出。

"常導(dǎo)型”磁懸浮列車及軌道和電動機(jī)的工作原理完全相同。只是把電動機(jī)的“轉(zhuǎn)子”布置在列車上，將電動機(jī)的“定子”鋪設(shè)在軌道上。通過“轉(zhuǎn)子”，“定子”間的相互作用，將電能轉(zhuǎn)化為前進(jìn)的動能。我們知道，電動機(jī)的“定子”通電時，通過電磁感應(yīng)就可以推動“轉(zhuǎn)子”轉(zhuǎn)動。當(dāng)向軌道這個“定子”輸電時，通過電磁感應(yīng)作用，列車就像電動機(jī)的“轉(zhuǎn)子”一樣被推動著做直線運(yùn)動。

上海磁懸浮列車時速430公里，一個供電區(qū)內(nèi)只能允許一輛列車運(yùn)行，軌道兩側(cè)25米處有隔離網(wǎng)，上下兩側(cè)也有防護(hù)設(shè)備。轉(zhuǎn)彎處半徑達(dá)8000米，肉眼觀察幾乎是一條直線；最小的半徑也達(dá)1300米。乘客不會有不適感。軌道全線兩邊50米范圍內(nèi)裝有目前國際上最先進(jìn)的隔離裝置。

上海磁懸浮列車專線西起上海軌道交通2號線的龍陽路站，東至上海浦東國際機(jī)場，專線全長29．863公里。由中德兩國合作開發(fā)的世界第一條磁懸浮商運(yùn)線2001年3月1日在浦東挖下第一鏟，2002年12月31日全線試運(yùn)行，2003年1月4日正式開始商業(yè)運(yùn)營。是世界第一條商業(yè)運(yùn)營的磁懸浮專線。
這列當(dāng)今世界上最酷的列車，帶車頭的車廂長27.196米，寬3.7米。中間的車廂長24.768米，14分鐘內(nèi)能在上海市區(qū)和浦東機(jī)場之間打個來回。置身其中，您將親身體驗(yàn)到這架“陸地客機(jī)”所帶來的奇異感受。

它是21 世紀(jì)理想的超級特別快車，世界各國都十分重視發(fā)展磁懸浮列車。目前，中國和日本、德國、英國、美國都在積極研究這種車。日本的超導(dǎo)磁懸浮列車已經(jīng)過載人試驗(yàn)，即將進(jìn)入實(shí)用階段，運(yùn)行時速可達(dá)500 千米以上。

【中國國產(chǎn)磁懸浮列車】 [編輯本段]

西南交通大學(xué)在2000年研制的世界第一輛載人高溫超導(dǎo)磁懸浮列車“世紀(jì)號”以及后來研制的載人常溫常導(dǎo)磁懸浮列車“未來號”等受到胡錦濤、江澤民等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的高度關(guān)注和充分肯定。據(jù)介紹，早在1994年，西南交大就研制成功中國第一輛可載人常導(dǎo)低速磁浮列車，但那是在完全理想的實(shí)驗(yàn)室條件下運(yùn)行成功的。

2003年，西南交大在四川成都青山磁懸浮列車線完工，該磁懸浮試驗(yàn)軌道長420米，主要針對觀光游客，票價低于出租車費(fèi)。懸浮列車的原理并不深奧。它是運(yùn)用磁鐵“同性相斥，異性相吸”的性質(zhì)，使磁鐵具有抗拒地心引力的能力，即“磁性懸浮”�？茖W(xué)家將“磁性懸浮”這種原理運(yùn)用在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)上，使列車完全脫離軌道而懸浮行駛，成為“無輪”列車，時速可達(dá)幾百公里以上。這就是所謂的“磁懸浮列車”，亦稱之為“磁墊車”。

【原理】 [編輯本段]

磁懸浮列車?yán)?ldquo;同名磁極相斥，異名磁極相吸”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約1厘米處，騰空行駛，創(chuàng)造了近乎“零高度”空間飛行的奇跡。

由于磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式，故磁懸浮列車也有兩種相應(yīng)的形式：一種是利用磁鐵同性相斥原理而設(shè)計(jì)的電磁運(yùn)行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它利用車上超導(dǎo)體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產(chǎn)生的相斥力，使車體懸浮運(yùn)行的鐵路；另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設(shè)計(jì)的電動力運(yùn)行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它是在車體底部及兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部安裝磁鐵，在T形導(dǎo)軌的上方和伸臂部分下方分別設(shè)反作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導(dǎo)軌間保持10— 15毫米的間隙，并使導(dǎo)軌鋼板的排斥力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于車道的導(dǎo)軌面上運(yùn)行。
通俗的講就是，在位于軌道兩側(cè)的線圈里流動的交流電，能將線圈變?yōu)殡姶朋w。由于它與列車上的超導(dǎo)電磁體的相互作用，就使列車開動起來。列車前進(jìn)是因?yàn)榱熊囶^部的電磁體（N極）被安裝在靠前一點(diǎn)的軌道上的電磁體（S極）所吸引，并且同時又被安裝在軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體（N極）所排斥。當(dāng)列車前進(jìn)時，在線圈里流動的電流流向就反轉(zhuǎn)過來了。其結(jié)果就是原來那個S極線圈，現(xiàn)在變?yōu)镹極線圈了，反之亦然。這樣，列車由于電磁極性的轉(zhuǎn)換而得以持續(xù)向前奔馳。根據(jù)車速，通過電能轉(zhuǎn)換器調(diào)整在線圈里流動的交流電的頻率和電壓。

【磁懸浮列車的優(yōu)點(diǎn)】 [編輯本段]

總的來說，磁懸浮列車具有高速，低噪音，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)和舒適等特點(diǎn)。

磁懸浮列車從北京運(yùn)行到上海，不超過４個小時，從杭州至上海只需２３分鐘。在時速達(dá)２００公里時，乘客幾乎聽不到聲響。磁懸浮列車采用電力驅(qū)動，其發(fā)展不受能源結(jié)構(gòu)，特別是燃油供應(yīng)的限制，不排放有害氣體。據(jù)專家介紹，磁懸浮線路的造價只是普通路軌的８５％，而且運(yùn)行時間越長，效益會更明顯。因?yàn)�，磁懸浮列車的路軌壽命可達(dá)８０年，而普通路軌只有６０年。磁懸浮列車車輛的壽命是３５年，輪軌列車是２０至２５年。此外，磁懸浮列車的年運(yùn)行維修費(fèi)僅為總投資的１．２％，而輪軌列車高達(dá)４．４％。磁懸浮高速列車的運(yùn)行和維修成本約是輪軌高速列車的１／４。磁懸浮列車和輪軌列車乘客票價的成本比約為１：２．８。

【磁懸浮列車的缺點(diǎn)】 [編輯本段]

1.磁懸浮有一大缺點(diǎn)，它的車廂不能變軌，不像軌道列車可以從一條鐵軌借助道岔進(jìn)入另一鐵軌。這樣一來，如果是兩條軌道雙向通行，一條軌道上的列車只能從一個終點(diǎn)駛向?qū)Ψ浇K點(diǎn)，到對方終點(diǎn)后，原路返回。而不像軌道列車可以換軌到另一軌道返回。因此，一條軌道只能容納一列列車往返運(yùn)行，造成浪費(fèi)。磁懸浮軌道越長，使用效率越低。

2.由于磁懸浮系統(tǒng)是憑借電磁力來進(jìn)行懸浮，導(dǎo)向和驅(qū)動功能的，一旦斷電，磁懸浮列車將發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，因此斷電后磁懸浮的安全保障措施仍然沒有得到完全解決。

3.強(qiáng)磁場對人的健康，生態(tài)環(huán)境的平衡與電子產(chǎn)品的運(yùn)行都會產(chǎn)生不良影響。