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花菜


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[花菜技术专栏]磁悬浮列车的原理是什么?如何实现悬浮?



磁悬浮列车的原理是什么?如何实现悬浮?

近日,广东省国土资源厅发布了《广东省国土空间规划2020-2035年》公众版,对未来十五年的国土空间安排进行了解读和展示。规划提出全省域空间内将预留京港澳高速磁悬浮和沪(深)广高速磁悬浮通道。值得一提的是,广东首次提出预留建设沪(深)广高速磁悬浮通道。深圳到上海约1500公里,如时速以每小时600公里算,大约2.5小时就可以互通深沪两市。深圳至北京约2200公里,如果乘坐京港澳高速磁悬浮,大约3.6小时可到达北京,比高铁要节省超一半时间。
作为两条磁悬浮列车的核心城市:广、深磁悬浮预计将会提前开建。
今天咱们就讲讲磁悬浮列车的悬浮原理是什么?它是如何实现悬浮的?
上海磁浮示范运营线,是世界上第一条投入商业化运营的磁悬浮列车示范线,西起上海轨道交通2号线龙阳路站,东到上海浦东国际机场站。线路正线全长约30公里,双线上下折返运行,设计最高运行速度为每小时430公里,单线运行时间约8分钟。

 

磁浮列车是谁发明的?

1922年,德国人赫尔曼·肯佩尔(Hermann Kemper) 提出了电磁浮原理,并在1934年获得世界上第一项有关磁浮技术的专利。
 

肯佩尔先生利用磁铁“同性相斥、异性相吸”的性质,把旋转的同步电机摊开铺平,把电机中的转子装在车厢底下,把电机中的定子和线圈铺在整条轨道上,通上电后,机车和车轨组成了一个完整的直线电机,列车不依靠车轮悬浮在轨道上,轻松跑动。

 

磁浮列车有不同类型吗?

磁浮列车按采用导体划分,可分为常导磁浮列车和超导磁浮列车;按运行速度划分,可分为高速磁浮列车和低速磁浮列车;按悬浮机理划分,可分为电磁悬浮列车和电动悬浮列车。

磁浮上海示范运营线列车属于高速常导电磁悬浮列车。

磁浮技术与普通轮轨技术的主要区别在哪里?

首先,磁浮列车的牵引和导向原理实现了“无接触”运行,消除了传统轮轨之间的机械摩擦、振动及噪声。其次,磁浮列车运行采用了主动控制方式,通过实时反馈列车运行过程中的各种信息来及时调整列车运行状态,以保障列车运行的安全性和舒适性,而轮轨列车运行是采用被动控制方式。

简单的理解就是传统轮轨是下面这样的↓↓
 

而磁悬浮就是下面这样的↓↓
 

什么是常导高速电磁悬浮列车?

磁浮上海示范运营线列车属常导高速电磁悬浮列车,它是一种依据电磁相吸式原理,利用长定子直线同步电机产生的电磁悬浮力、导向力和驱动力实现列车的支承、导向、牵引和制动的新型无接触高速轨道交通系统。

上海磁浮列车的运行原理是怎样的?

1)如何悬浮?
上海磁浮列车上的悬浮电磁铁、导向电磁铁和轨道上的定子线圈通电后,将列车向上吸起而“悬浮”于轨道上,并随时控制以保持稳定的悬浮间隙和导向间隙,实现列车沿轨道的无接触运行。

 

整辆列车浮了起来,悬于铁轨之上10毫米,这样设计不仅减少了磨损,同样也能让列车极快速,无摩擦地行驶。

 

2)如何驱动?
磁浮列车能够飞驶归功于它的同步长定子线性发动机。轨道梁长定子线圈为镶有三相行波线圈的电动机定子片,而列车弯曲部内侧的牵引电磁铁相当于电动机的转子。当输入三相电流,就会在定子片和牵引电磁铁之间产生移动磁场,推动列车前进。列车可以根据三相电流的频率实现无级变速。刹车时,只需改变移动工频磁场的施力方向,使电动机变成发电机,列车即可不经任何摩擦得到制动。

 

3)磁浮列车是怎样供电的?
磁浮列车行驶的电能是通过地面给轨道梁长定子线圈供电而获得的。在地面变电站,先将110kV高压电通过降压变压器降至20kV,经过整流变压器整流变为直流电,再由逆变器变成0~300Hz交流电,然后通过电缆和开关站供给轨道梁长定子线圈。安装在轨道梁的长定子线性发动机是分段的,只有列车所在的那一段被供电,一旦列车越过所在段的界限,就会自动停止供电,同时下段被自动供电,每段的距离一般为1200米,对呼啸而过的列车只有数十秒钟的时间。

 

下面咱们通过一个视频简单的了解一下:
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DMCA / ABUSE REPORT | TOP Posted: 04-13 09:39 樓主 引用 | 發表評論
icy_land


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涨姿势了
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有才啊
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晃的不行
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gdp0551


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三界唯心


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十黎九夏


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这玩意据说很稳很稳
TOP Posted: 04-13 10:25 #18樓 引用 | 點評
欢极情趣


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我世风华嗷


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希望赶快普及嗷~


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    GunSmith


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    谢谢分享
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    祝融峰


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    謝謝分享
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    虚伪的灵魂


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    不明觉厉


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      TOP Posted: 04-13 10:47 #23樓 引用 | 點評
      zwl136tmac


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