磁悬浮列车的工作原理是什么?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/06 07:33:55
磁悬浮列车的工作原理是什么?
磁悬浮列车的工作原理是什么?
磁悬浮列车的工作原理是什么?
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.
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.
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.
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.