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磁悬浮直线电机:磁悬浮利用的是什么物理原理?

文章出处:未知 浏览次数:发表时间:2021-08-16

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磁悬浮直线电机、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。

磁悬浮列车没有轮子,是如何向前跑的?

世界上有两大类磁悬浮技术磁悬浮直线电机,目前以德国为首的是常导磁体型吸引式磁悬浮列车,另一类则为以日本为主的超导磁体排斥式磁悬浮列车

磁悬浮直线电机:磁悬浮利用的是什么物理原理?(磁悬浮列车技术原理)

目前中国上海的那条磁悬浮线路是德国的磁悬浮直线电机,是利用普通电磁铁吸引轨道上的感应钢板,根据磁体吸引钢铁产生磁力的方法产生悬浮的,再利用直线电机前进

磁悬浮直线电机:磁悬浮利用的是什么物理原理?(磁悬浮列车技术原理)

所有磁悬浮列车都有轮磁悬浮直线电机,但是比如中国上海那条,即德国技术的,轮子是被忽略的,他是紧急情况才会使用的,德国为主的由于他是吸引钢板,所以悬浮和速度无关,不需要使用轮子,他车梁下面的确是有几组小轮子,很小很小,就是为了防止假设在特殊情况断电的情况下,不至于列车直接撞击轨道,避免乘客受伤,然后这些轮子都有阻尼器,类似刹车,另外比轮子略矮一点的还安装了很多制动摩擦片,用于列车接触轨道后的制动避免长距离滑行

磁悬浮直线电机:磁悬浮利用的是什么物理原理?(磁悬浮列车技术原理)

常导磁悬浮列车的轮子没有被隐藏起来,而是真的没有轮子。它依靠其独特的推进系统前进。常导磁悬浮列车的驱动运用的是同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈和地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组,分别相当于同步直线电动机的励磁线圈和 长定子绕组。从电动机的工作原理可以得知,电枢线圈通电时,就变成了 有电磁感应的定子,可以带动电动机的转子转动。因此,当驱动绕组通电时, 在电磁感应的作用下,列车做直线运动。从而在悬浮状态下,列车可以完 全实现非接触的牵引。

而以日本为主的那种则必须使用轮子,轮子为主用状态,日本的这种列车在速度72公里每小时以下时由于需要利用磁极同极相斥,所以根本无法维持悬浮,需要依靠轮子,所以有一个用轮子[起飞]和[着陆]的过

曰本的超导磁悬浮列车则是有轮子的。因为这种列车使用的超导元件 虽然具有完全导电性,但在列车刚刚开动或者刹车时,速度较低,超导元 件所产生的悬浮力较小,不足以克服重力使列车“腾空而起”,所以需要有 车轮提供支撑。超导磁悬浮列车车轮还有一个作用就是作为在紧急时刻备 用,保证行车安全。

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