磁悬浮列车-ppt精选课件.ppt

磁悬浮列车磁悬浮列车 2019级生物技术 （兰州大学交流生）白高英磁悬浮列车简介大家都知道，传统的铁路列车都是依靠车轮和钢轨之间的相互作大家都知道，传统的铁路列车都是依靠车轮和钢轨之间的相互作用并利用诸如蒸汽、燃油、电力等各种类型机车牵引来实现旅客用并利用诸如蒸汽、燃油、电力等各种类型机车牵引来实现旅客或货物运输功能的而磁悬浮列车则是一种依靠电磁场特有的或货物运输功能的而磁悬浮列车则是一种依靠电磁场特有的 同同性相斥、异性相吸性相斥、异性相吸 的特性并利用线性电动机作为牵引动力的新颖的特性并利用线性电动机作为牵引动力的新颖的第的第5 5代交通运输工具代交通运输工具 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，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以德国高速常导磁浮列车transrapidtransrapid为代表，常导型高速磁悬浮为代表，常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时列车的速度可达每小时400-500400-500公里，适合于城市间的长距离快速公里，适合于城市间的长距离快速运输而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本运输而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本MAGLEVMAGLEV为代为代表，速度可达每小时表，速度可达每小时500500公里以上公里以上。

磁悬浮列车原理磁悬浮列车主要由磁悬浮列车主要由悬悬浮系统、推进系统和浮系统、推进系统和导向系统导向系统三大部分组三大部分组成，见图目前的绝成，见图目前的绝大部分设计中，这大部分设计中，这 三部分的功能均由磁三部分的功能均由磁力来完成力来完成悬浮系统 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） 电磁悬浮系统（EMS）电磁悬浮系统（电磁悬浮系统（EMSEMS）是一种吸力悬浮系统，是结合在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吸引产生悬机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引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支撑和无接触导向车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为为1010毫米，是通过一套高精度电子调整系统得以保证毫米，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，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所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态图电力悬浮系统（EDS）电力悬浮系统（电力悬浮系统（EDS）将磁铁使用在运动的机车上以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装置对机车在“起飞起飞”和和“着陆着陆”时进行有效支撑，时进行有效支撑，这是因为这是因为EDS在机车速度低于大约在机车速度低于大约25英里英里/小时无法保小时无法保证悬浮EDS系统在低温超导技术下得到了更大的发系统在低温超导技术下得到了更大的发展展 .图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到电枢的作用，它就像同步直线电动机的长定子绕组形象地说，就是把圆形旋转电机剖开并展成直线型的形象地说，就是把圆形旋转电机剖开并展成直线型的电机结构它依靠铺路上的长定子线圈极交错变电机结构它依靠铺路上的长定子线圈极交错变化的电磁场，根据同极相斥异极相吸的原理进行牵引化的电磁场，根据同极相斥异极相吸的原理进行牵引当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相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车一起就像电机的转子转子一样被推动做直线运动从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而在悬浮状态下，列车可以完全实现非接触的牵引和制动导向系统导向系统导向系统：导向系统是一种测向力来保导向系统：导向系统是一种测向力来保证悬浮的机车能够沿着导轨的方向运动。

证悬浮的机车能够沿着导轨的方向运动必要的推力与悬浮力相类似，也可以分必要的推力与悬浮力相类似，也可以分为引力和斥力在机车底板上的同一块为引力和斥力在机车底板上的同一块电磁铁可以同时为导向系统和悬浮系统电磁铁可以同时为导向系统和悬浮系统提供动力，也可以采用独立的导向系统提供动力，也可以采用独立的导向系统电磁铁 磁悬浮列车发展历史1922年德国工程师赫尔曼年德国工程师赫尔曼肯佩尔首肯佩尔首次考虑电磁悬浮铁路次考虑电磁悬浮铁路.此人被称为此人被称为“磁悬浮之父磁悬浮之父”根据他的计算结果，根据他的计算结果，磁浮列车理论上可以达到时速磁浮列车理论上可以达到时速1000公公里1935年赫尔曼年赫尔曼肯佩尔运用试验模型肯佩尔运用试验模型证实了磁悬浮证实了磁悬浮1969年克劳斯年克劳斯-马菲公司制造出电磁马菲公司制造出电磁悬浮模型悬浮模型TR-011979年在汉堡的国际交通展览会上展年在汉堡的国际交通展览会上展出出5月月17日投产的日投产的TR05号并引起轰动号并引起轰动1980年开始建造年开始建造TR06号19841984年埃姆斯兰磁悬浮列车试验设施投产，用年埃姆斯兰磁悬浮列车试验设施投产，用TR06TR06号开始作行车号开始作行车试验。

试验8 8月月1717日达到日达到302302公里小时的速度公里小时的速度19871987年，埃姆斯兰顺年，埃姆斯兰顺利完成南北环线工程，磁悬浮列车试验基地正式拥有了一条长达利完成南北环线工程，磁悬浮列车试验基地正式拥有了一条长达31.531.5公里，实际运行长度为公里，实际运行长度为4040公里的封闭型试验轨道，公里的封闭型试验轨道，TR06TR06号达号达到到406406公里小时的速度公里小时的速度19941994年开始策划的柏林年开始策划的柏林汉堡线，年预算为亿马克，汉堡线，年预算为亿马克，第二年就追加，达到亿马克年重新核算表第二年就追加，达到亿马克年重新核算表明，起码还要增加亿马克造价昂贵及没有经济效益导致该明，起码还要增加亿马克造价昂贵及没有经济效益导致该工程最终下马工程最终下马日本于日本于19771977年制成了年制成了ML500ML500型超导磁悬浮列车实验车，型超导磁悬浮列车实验车，19791979年宫崎年宫崎县建成全长县建成全长70007000米的试验铁路线米的试验铁路线. .日本东海铁路和铁道综合技术研日本东海铁路和铁道综合技术研究所究所20192019年在日本山梨县境内的实验线路创载人磁悬浮列车时速年在日本山梨县境内的实验线路创载人磁悬浮列车时速581581公里的世界最高纪录。

公里的世界最高纪录目前，美国正在研制地下真空磁悬浮超音速列车这种神奇的目前，美国正在研制地下真空磁悬浮超音速列车这种神奇的 行行星列车星列车 设计最高时速设计最高时速2.252.25万公里，是音速的万公里，是音速的2020多倍它横穿美国多倍它横穿美国大陆只需大陆只需2121分钟，而喷气式客机则需分钟，而喷气式客机则需5 5小时这项计划要求首先在小时这项计划要求首先在地下挖出隧道，铺设两根至四根直径为地下挖出隧道，铺设两根至四根直径为1212米的管道，然后抽出管米的管道，然后抽出管道中的空气，使其接近真空状态，最后再用超导方式行驶磁县浮道中的空气，使其接近真空状态，最后再用超导方式行驶磁县浮列车上海磁浮示范运营线 20192019年年1212月月3131日上午日上午1010时国务院总理朱镕基和时国务院总理朱镕基和正在中国访问的德国总正在中国访问的德国总理施罗德为上海磁浮示理施罗德为上海磁浮示范运营线试运行通车剪范运营线试运行通车剪彩两位总理在示范运彩两位总理在示范运营线始发站龙阳路站为营线始发站龙阳路站为通车试运行剪彩后，同通车试运行剪彩后，同乘磁浮列车前往示范运乘磁浮列车前往示范运营线终点站营线终点站-上海浦东上海浦东国际机场。

国际机场 龙阳站外景龙阳站外景上海磁浮示范运营线是世界上第一条商业化磁浮运营示范线 长度：长度：33公里公里设计最大时速：设计最大时速：430公里公里/小时小时设计行车密度：设计行车密度：12列列/小小时时设计载客量：设计载客量：959人人/每每列列最大客运量：最大客运量：2.3万人万人/小时（双向）小时（双向）单向运行时间：单向运行时间：8分钟分钟年最大客运量：年最大客运量：1.5亿人亿人次次 磁悬浮列车的优点速度高常导磁悬浮可达速度高常导磁悬浮可达公里小时，超导磁公里小时，超导磁悬浮可达悬浮可达公里小时轮轨高速的最高运营速公里小时轮轨高速的最高运营速度一般认为不宜超过公里小时磁悬浮的高速度使其度一般认为不宜超过公里小时磁悬浮的高速度使其在至公里的距离范围可与航空竞争在至公里的距离范围可与航空竞争能耗低据德国资料，在公里小时的速度下，磁悬浮能耗低据德国资料，在公里小时的速度下，磁悬浮比高速轮轨能耗少比高速轮轨能耗少维修少磁悬浮列车属于无磨损运行，要维修的主要是电气设维修少磁悬浮列车属于无磨损运行，要维修的主要是电气设备随着电子工业的发展，器件可靠性将不断提高随着电子工业的发展，器件可靠性将不断提高。

无污染采用电力驱动，无需燃油，无有害气体排放此外还无污染采用电力驱动，无需燃油，无有害气体排放此外还有噪音小（在速度较低时极明显）、乘坐舒适、爬坡能力强、有噪音小（在速度较低时极明显）、乘坐舒适、爬坡能力强、通过的曲线半径小、加速减速快等优点通过的曲线半径小、加速减速快等优点磁悬浮列车的缺点风险大德国建成的风险大德国建成的 公里长的试验线，原计划投资公里长的试验线，原计划投资亿马亿马克，后来包括研究经费在内，竟追加至克，后来包括研究经费在内，竟追加至亿马克年月，亿马克年月，在全程公里的悉尼在全程公里的悉尼堪培拉线竞标中，德国提出的磁悬浮方案，堪培拉线竞标中，德国提出的磁悬浮方案，投标价格比法国的高速轮轨还要低，但澳大利亚出于对风险的考投标价格比法国的高速轮轨还要低，但澳大利亚出于对风险的考虑，最后还是选择了高速轮轨技术虑，最后还是选择了高速轮轨技术 不兼容无法与既有铁路联网是磁悬浮的另一大劣势，这使它只能适用不兼容无法与既有铁路联网是磁悬浮的另一大劣势，这使它只能适用于点对点的直通客流于点对点的直通客流. .磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，所以其缺点是断磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，所以其缺点是断电后的安全保证措施，尤其是列车停电后的制动问题。

其高速可靠性和电后的安全保证措施，尤其是列车停电后的制动问题其高速可靠性和稳定性还需长时间的运行考验稳定性还需长时间的运行考验。