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磁悬浮列车原理

 小雨点心理家教 2007-05-06
高速磁浮列车是20世纪的一项技术发明,其原理并不深奥。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“磁浮列车”。
  由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,故磁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浮列车,它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上的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毫米(正负误差2毫米)的间隙,并使导轨钢板的吸引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。
磁悬浮列车是现代高科技发展的产物。其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)。其研究和制造涉及自动控制、电力电子技术、直线推进技术、机械设计制造、故障监测与诊断等众多学科,技术十分复杂,是一个国家科技实力和工业水平的重要标志。它与普通轮轨列车相比,具有低噪音、无污染、安全舒适和高速高效的特点,有着“零高度飞行器”的美誉,是一种具有广阔前景的新型交通工具,特别适合城市轨道交通。磁悬浮列车按悬浮方式不同一般分为推斥型和吸力型两种,按运行速度又有高速和中低速之分。
     “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。
        世界上正在试验运行的磁悬浮高速列车有以下几种模式:
1、 常导(电磁)型
利用电磁异性相吸的原理,使车辆悬浮于轨道上约1厘米。早在1976年德国已研创成常导磁悬浮实验车,目前以德国TR08型为代表(上海从德国引进的即为此型号),最高时速可达每小时500公里。朱总理2000年6月访德,在爱姆斯阑特( )长度为31.5公里眼镜式回转试验线上曾试乘过这种高速列车。该项技术早在1992年德国已宣布成熟可供商业应用。
2、在超低温下利用电磁极同性相斥的原理,使车辆悬浮于轨道之上约10厘米。1962年起日本开始研究超导磁悬浮高速列车技术,1989年在山梨县建成长18.4公里的试验线。以MLX01型车创造了每小时552公里时速的载人记录。朱总理2000年9月访日时曾试乘过该型列车,目前仍在继续试验改进,不久即将宣布成熟。
3、永磁型
又名磁悬浮飞机,实为永磁型磁悬浮高速列车。是美国正在研究试验的创式。悬浮高度8-15厘米,时速可达550公里。由于列车两侧有"牙翼"(类似飞机的翅膀),尾部有起平衡作用的"尾翼"故称为磁悬浮飞机。四川成都四家公司已和美国商业银行合资成立飞美磁悬浮高速飞机有限公司引进美国技术达成意向性合作协议。双方共同出资建立生产基地计划修建长约2公里试验线。

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