磁悬浮列车工作原理课程论文研究

磁悬浮列车的原理并不深奥。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“磁悬浮列车”，亦称之为“磁垫车”。由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬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悬浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上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悬浮列车，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—15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。磁悬浮列车与当今的高速列车相比，具有许多无可比拟的优点：由于磁悬浮列车是轨道上行驶，导轨与机车之间不存在任何实际的接触，成为“无轮”状态，故其几乎没有轮、轨之间的摩察，时速高达几百公里；磁悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低，其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一；噪音小，当磁悬浮列车时速达300公里以上时，噪声只有656分贝，仅相当于一个人大声地说话，比汽车驶过的声音还小；由于它以电为动力，在轨道沿线不会排放废气，无污染，是一种名副其实的绿色交通工具。

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。

用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车，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—15毫米的间隙，并使导轨钢板的排斥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。

扩展资料：

注意事项：

磁悬浮列车的最高速度可达每小时500公里以上，比轮轨高速列车的300多公里还要快。

由于磁悬浮列车是悬浮于轨道上行驶，导轨与机车之间不存在任何实际的接触，成为无轮状态，故其几乎没有轮、轨之间的摩擦，时速高达几百公里。

磁悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低，其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一，噪音小，当磁悬浮列车时速达 300公里以上时，噪声只有65分贝，仅相当于一个人大声地说话，比汽车驶过的声音还小。

参考资料来源：百度百科-磁悬浮列车

磁悬浮列车的原理是运用磁铁“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”。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“磁悬浮列车”。 列车上装有超导磁体，由于悬浮而在线圈上高速前进。这些线圈固定在铁路的底部，由于电磁感应，在线圈里产生电流，地面上线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总是保持相同，这样在线圈和电磁体之间就会一直存在排斥力，从而使列车悬浮起来。 前进的原理：在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。 由于它与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。在线圈里流动的电流流向会不断反转过来。其结果就是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了，反之亦然。这样，列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。 当今，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。

磁悬浮列车由于悬浮起一定的高度，使车轮与导轨脱离，故不能依靠它们之间的摩擦力产生牵引力使车辆前进，而是采用一种叫做直线电机的推进装置作为列车的牵引动力。直线电机是从旋转电机演变而来的。它的基本构成和作用原理与普通旋转电机类似，就如同将旋转电机沿半径方向切开展平而成。于是，其传动方式也就由旋转运动变为直线运动。由于技术、安全和经济等方面的原因，特别是轮轨间粘着条件的限制，近代高速轮轨接触式传动系统，已经达到了最大的限制速度。20世纪初，许多发达国家均在探索取代传统的接触传动的新途径，纷纷开展了对直线电机的研究。直线电机最主要的优点是：结构简单，推进力大，运行可靠，灵活性大，适应性强，不受离心力限制以及无噪音、无振动等。在磁悬浮列车上采用直线电机，按“定子”和“转子”的设置位置分为两种基本形式：1、长转子、短定子式。这种电机的“定子”安装在车辆的底部，“转子”线圈安装在轨道上；2、长定子、短转子式。此种方式是将电机的“转子”线圈安装在车辆上，“定子”线圈安装在轨道上。直线电机的推进原理是：当“定子”线圈接通电流后，产生磁场，沿轨道方向平行移动，“转子”线圈切割磁场产生的电流（或给“转子”线圈通电流），“转子”线圈在“定子”磁场中受电磁力作用，使“定子”和“转子”间产生相对直线运动，推动列车前进。推进力的大小取决于“定子”磁场的强度、“转子”线圈的电流以及线圈的长度。_直线电机既然是从旋转电机演变而来，自然也有着直线同步电机和直线异步电机之分。在磁悬浮铁路上，直线电机的固定部分只能设置在地面上，运动部分放置在车辆上。其运动部分是“转子”还是“定子”，要根据不同形式的直线电机而定。在实际应用中，直线电机的“定子”和“转子”不可能完全相等，因为在相等的情况下，在列车行进过程中，其相互的电磁耦合部分会越来越小，影响正常运行。必须将“定子”和“转子”作成长短不等，使长的那一级尽可能地长，才能保证在所需行程范围内，得到尽可能满意的电磁耦合状态，从而获得最大的推进力。一些研究磁悬浮列车起步较早、进站较快的国家，对这两种形式的直线电机都进行了研究，根据不同的磁悬浮方式，采用不同的直线电机，投入实用阶段常导磁吸式磁悬浮铁路，一般均采用直线异步电机。在磁悬浮列车上安装三相电枢绕组，在轨道上安置垂直的铝制感应轨。这种方式结构比较简单，容易维护，造价低，投入实用时间短，适用于中低速运输系统；主要缺点是功率偏低，不利于高速运行。随着超导技术的发展，直线同步电机被提高到了应用日程。在超导磁斥式磁悬浮铁路上多采用直线同步电机。处于超导状态下的导体一旦有电流通过，理论上即可保持永久通电状态，无须再继续供电。其超导电磁体安装在车辆上，在轨道沿线设置无源闭路线圈或非磁性金属板。当磁悬浮列车上的超导电磁体通过地面闭路线圈或非磁性金属板时，由于电磁感应而出现的两者之间的排斥力使车体浮起。同时作为磁浮装置的超导电磁线圈的采用，为直线同步电机的激磁线圈处于超导状态提供了方便条件。它们可以共存于同一个冷却系统中，或者同一线圈同时起到悬浮、导向和推进的作用。直线同步电机与异步电机相比，电动机的功率因数提高了。又由于许多设备移到地面上，线路上的设备和造价增加了，但车辆设计可大大简化，故在超导磁悬浮铁路上均采用直线同步电机。

磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，磁悬浮列车分为超导型和常导型两大类。简单地说，从内部技术而言，两者在系统上存在着是利用磁斥力、还是利用磁吸力的区别。从外部表象而言，两者存在着速度上的区别：超导型磁悬浮列车最高时速可达500公里以上（高速轮轨列车的最高时速一般为300—350公里），在1000至1500公里的距离内堪与航空竞争；而常导型磁悬浮列车时速为400～500公里，它的中低速则比较适合于城市间的长距离快速运输。上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。磁悬浮列车技术基础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，见图。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。磁悬浮列车工作原理磁悬浮列车利用“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。磁悬浮列车是怎样运行的？磁悬浮列车是利用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。排斥力使列车悬起来，吸引力让列车开动。磁悬浮列车车厢上装有超导磁铁，铁路底部安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与车厢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，常规机车的动力来自于机车头，磁悬浮列车的动力来自于轨道。轨道两侧装有线圈，交流电使线圈变为电磁体，它与列车上的磁铁相互作用。列车行驶时，车头的磁铁（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———结果是前面“拉”，后面“推”，使列车前进。当到列车达图所标的位置时，在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个s极线圈，现在变为n极线圈了，反之亦然。当到列车达图所标的位置时，在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个s极线圈，现在变为n极线圈了，反之亦然。直线同步电机:其初级绕组沿轨道铺设,次级绕组安装在车体上,在初级绕组中通入三相交流电,气隙中产生平移磁场,该磁场切割次级导体,产生电磁感应,诱发磁场,该磁场与原有平移磁场方向相反,最终在路轨和车体间产生电磁推力.

【概述】磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和斥力）来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不同于其他列车需要接触地面，因此只受来自空气的阻力。磁悬浮列车的速度可达每小时400公里以上，比轮轨高速列车的380多公里还要快。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、日本等发达国家以及中国都相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。我国第一辆磁悬浮列车2003年1月开始在上海运行。【原理】最早提出磁悬浮高速列车概念的，是德国工程师赫尔曼·肯佩尔，他的想法很简单，既然列车最大的阻力来自于与列车车轮与轮轨的摩擦，那么如果列车能够悬浮于轨道之上，不就可以实现更高的速度了吗？1922年，赫尔曼·肯佩尔创造性地提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。但是由于造价与技术难度的问题，磁悬浮列车一直没有得到大规模应用，德国、日本、美国、苏联、加拿大、法国、英国虽然后开展过研究，但是坚持下来的只有魔鬼日本。磁悬浮的基本原理很简单，就是利用“同性相斥、异性相吸”的电磁原理，让磁铁对抗地心引力，让车辆悬浮起来（一般情况下不超过1厘米），然后利用电磁力引导，推动列车前行。第一种，是以德国为代表的常导磁悬浮。轨道是一种T型台，列车两边下部要把T型轨道的两边包住，由安装在列车车体底部的常规电磁体与位于电磁体上方的导磁轨道间的吸引力实现悬浮。常导磁悬浮的优势是技术简单，劣势是产生的电磁吸引力较小，列车与轨道之间的缝隙大约8—10毫米。常导型高速磁悬浮列车的时速可达400公里—500公里之间。上海浦东机场线采用的就是德国常导磁悬浮技术，由德国Transrapid公司于2001年在中国上海浦东国际机场至地铁龙阳路站建设，2002年正式启用。该线全长30公里，列车最高时速达430公里，平均运行时速380公里，转弯处半径达8000米，由起点至终点站只需8分钟。第二种，是以日本为代表的超导磁悬浮列车系统。超导磁悬浮就不是列车包轨道了，而是轨道包列车，它是利用车载超导磁体在运动过程中与轨道的感应磁场产生相互排斥力而悬浮于轨道上，列车在一个U型槽内运营。超导磁悬浮，悬浮气隙较大，一般为100mm左右。超导磁悬浮的优点是悬浮力大，列车运行速度快，可以实现时速500公里以上运行；缺点是技术复杂，需要屏蔽发散的电磁场。创造63公里时速、打破地面载人交通最高速度纪录的就是这种超导磁悬浮辐射巨大易得男科妇科病脱发早白百病巨出苦不堪言。