磁悬浮列车的奥秘是什么？

1. 磁悬浮列车的奥秘是什么？

磁悬浮列车的悬浮原理是什么？它是如何实现悬浮的

2. 磁悬浮列车的奥秘是什么？

由于传统铁路机车受到车轮和轨道之间摩擦阻力的局限，速度上会有一定限制。随着超导材料的诞生，人们利用磁体具有同性相斥的特点，在车厢和轨道上装上强大的磁体，让它们处于互相排斥的状态，从而将火车抬离轨道呈悬浮状以提高车速。这就是新型列车——磁悬浮列车。
磁悬浮列车的优点
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，不但运行速度很快，能超过500千米/小时，而且运行平稳、舒适，易于实现自动控制；无噪音，不排出有害的废气，有利于环境保护；可节省建设经费；运营、维护和耗能费用低。悬浮列车是21世纪理想的超级特别快车，世界各国都十分重视磁它的研制开发。目前，我国和日、德、英、美等国都在积极研制这种车。日本的超导磁悬浮列车已经通过载人试验，投入使用，运行时速可达500千米以上。
磁悬浮列车的行驶
磁悬浮列车的悬浮是利用强磁铁互相排斥的力量。列车和铁轨上都装有强力电磁铁，这些磁铁只有在电流流过时才会产生作用，所以可以通过电流控制随时启动或关闭。列车轨道上的磁铁北极朝上，而列车底部的磁铁北极朝下。当电磁铁被启动后，两个北极互相排斥。这股排斥的力量把列车往上推离轨道，所以列车能在轨道上悬浮飞驶。由于所受到的摩擦阻力大大减少，所以磁悬浮列车的行进速度比一般列车要快得多。

3. 磁悬浮铁路的磁悬浮列车

车辆是磁悬浮铁路的重要组成部分，是一种不与地面接触的运载工具，随着时代的发展和制式的不同要求，车辆也不断地更新。尤其是近十几年来，各国对磁悬浮车辆的结构和外形十分重视，发展很快。磁悬浮车辆的车体外形酷似一个甲壳虫，跨坐在轨道上。车辆主要由三部分构成，即：客室、操纵室和动力室。客室占的比重较大，内设若干排座椅。在动力室中，设有辅助动力装置、冷冻机空调器和冷却风扇等设备。此外还设有车辆转向架，在车辆未浮起或减速停车着地时的辅助支持车轮，以及超导磁体、燃料电池等。

4. 磁悬浮技术的列车

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。世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需7～8分钟。上海磁悬浮列车是“常导磁斥型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。是利用“同名磁极相互排斥”原理设计，是一种排斥力悬浮系统，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，在磁场作用下产生的排斥力使车辆浮起来。就是说，轨道产生磁力的排斥力与列车的重力在一个相应平衡的数据时，列车就会悬浮起来。列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁，在“工”字轨的上方和上臂部分的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轨道间保持1厘米的间隙，让转向架和列车间的排斥力与列车重力相互平衡，利用磁铁排斥力将列车浮起1厘米左右，使列车悬浮在轨道上运行。这必须精确控制电磁铁的电流。悬浮列车的驱动和同步直线电动机原理一模一样。通俗说，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变成电磁体，由于它与列车上的电磁体的相互作用，使列车开动。讲得更通俗直白一点，相当于电动机转子和定子之间的旋转运动变成了磁悬浮列车和轨道之间的直线运功。磁悬浮列车相当于电动机的转子，而轨道相当于电动机的定子。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，同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时，线圈里流动的电流方向就反过来，即原来的S极变成N极，N极变成S极。周而复始，列车就向前奔驰。稳定性由导向系统来控制。“常导型磁斥式”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。“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，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时，通过电磁感应作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。上海磁悬浮列车时速430公里，一个供电区内只能允许一辆列车运行，轨道两侧25米处有隔离网，上下两侧也有防护设备。转弯处半径达8000米，肉眼观察几乎是一条直线；最小的半径也达1300米。乘客不会有不适感。轨道全线两边50米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。

5. 什么是磁悬浮列车

　　磁悬浮列车是一种利用磁极间吸引力和排斥力的高科技交通工具。简单地说，排斥力使列车悬起来、吸引力让列车开动。
　　列车上装有电磁体，铁路底部则安装着线圈。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，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（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———一“推”一“拉”.磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙（一般为1—10厘米），因此无摩擦、运行安全、平稳舒适、无噪声，可以实现全自动化运行。
　　磁悬浮列车车辆使用寿命可达35年，而普通轮轨列车只有20至25年。磁悬浮列车的路轨寿命是80年，普通路轨为60年。
　　它能快到什么程度？
　　磁悬浮列车启动后39秒即达到最大速度，目前的最高时速是552公里。据德国科学家预测，到2014年，磁悬浮列车采用新技术后
　　，时速将达1000公里。而一般轮轨列车的最高时速为300公里。上海现已建成的磁悬浮列车线，据说最高时速为500公里。
　　会有电磁辐射和嘈声污染吗？
　　磁悬浮列车采用电力驱动，无任何有害气体排放。

6. 磁悬浮列车

　　磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可以达每小时500公里以上，比轮轨高速列车的300多公里还要快手。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。1970年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。
　　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，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。下面分别对这三部分所采用的技术进行介绍。
　　悬浮系统
　　：目前悬浮系统的设计，可以分为两个方向，分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统（EMS）和电力悬浮系统（EDS）。图4给出了两种系统的结构差别。 　　  磁悬浮列车
　　电磁悬浮系统
　　（EMS）是一种吸力悬浮系统，是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互排斥产生悬浮。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排斥力，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。
　　电力悬浮系统
　　（EDS）将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电流。由于机车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大，从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一样的装置对机车在“起飞”和“着陆”时进行有效支撑，这是因为EDS在机车速度低于大约25英里/小时无法保证悬浮。EDS系统在低温超导技术下得到了更大的发展。 　　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。 　　  Linear Motor 原理图解
　　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。其原理就像冲浪运动一样，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。
　　推进系统
　　：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像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，它就像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，列车可以完全实现非接触的牵引和制动。

7. 关于磁悬浮列车

1.是通过悬浮轨道上的电路电流产生的磁场效应，同极相斥的原理将列车悬浮起来
2.因为磁浮列车不与轨道有接触，没有摩擦力，只需克服空气阻力运行，所以速度快
3.驱动力就是轨道上的线圈在通电之后的磁场磁力，有向上的磁力，同时也有水平方向的，构造比较复杂
4.问题是运行成本高，对技术要求高，要求稳定性强，因为列车在高速运行中，线路一旦断电，后果将非常严重，列车将在轨道上摩擦滑行，列车报废，轨道也损坏
5.目前国内只有上海浦东至龙阳路一条磁浮线，由于成本和技术等各方面原因，此远赴在我国的发展形势不容乐观

8. 写出你知道的几种磁悬浮列车？

1、德国的常导型磁悬浮列车：
用普通直流电磁铁的电磁吸力将列车悬起，车道上面铺设电磁悬浮和导向系统（包括长定子铁心电驱绕组、导向和制动轨道），车体采用抱住轨道的方式，上海运营的磁悬浮列车就是引进了德国的磁悬浮列车技术。






2、日本为代表的超导型磁悬浮列车：
选用超导线绕磁体，需用液氦冷却系统，车道上铺设电磁推进线圈，车体夹在两侧轨道之间。




3、美国的铝导型磁悬浮列车：
美国的铝导型磁悬浮列车包括Magplane和Urban Maglev磁悬浮列车方案，即感应板型磁悬浮列车。Magplane磁悬浮列车现已成功地验证了其原理的可行性，建造了1:25的模型车，100m长的试验线，进行了五代车数百次试验并建成了用于运输磷酸盐的示范。
Magplane是将铝板敷设于圆弧形（）轨道路面，将磁体敷设在车底，利用磁体与铝板作相对运动时产生感应电场及感应磁场的原理（楞次定律）实现列车的悬浮，悬浮气隙在为5～15毫米之间。





4、中国的中低速磁悬浮列车：
世界最长中低速磁浮专线“追风者”于2016年5月6日上午正式在中国长沙载客试运营了。该磁悬浮列车的车体采用抱住轨道的方式。