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磁悬浮列车工作的原理?

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磁悬浮列车工作的原理?


        

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  • 2006-08-17 17:14:20
         自1825年世界上第一条标准轨铁路出现以来,轮轨火车一直是人们出行的交通工具。然而,随着火车速度的提高,轮子和钢轨之间产生的猛烈冲击引起列车的强烈震动,发出很强的噪音,从而使乘客感到不舒服。由于列车行驶速度愈高,阻力就愈大。所以,当火车行驶速度超过每小时300公里时,就很难再提速了。
         如果能够使火车从铁轨上浮起来,消除了火车车轮与铁轨之间的摩擦,就能大幅度地提高火车的速度。但如何使火车从铁轨上浮起来呢?科学家想到了两种解决方法:一种是气浮法,即使火车向铁轨地面大量喷气而利用其反作用力把火车浮起;另一种是磁浮法,即利用两个同名磁极之间的磁斥力或两个异名磁极之间磁吸力使火车从铁轨上浮起来。
      在陆地上使用气浮法不但会激扬起大量尘土,而且会产生很大的噪音,会对环境造成很大的污染,因而不宜采用。这就使磁悬浮火车成为研究和试验的的主要方法。   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。 引用: 。

    c***

    2006-08-17 17:14:20

其他答案

    2006-08-17 17:14:22
  •   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。
         自20上世纪60年代以来,以德国和日本为代表,对常导和超导两种模式,进行了深入的研究和试验。日本的超导系统,已建成山梨县18。4公里试验线(双线),最高时速曾达552公里/小时。德国的常导系统,先后研制了TR01型至TR08型车辆。1987年,建成埃姆斯兰试验线31。
      5公里,最高运行速度达450公里/小时,运行里程累计已超过60万公里。   上海磁浮列车示范线采用的是德国技术,列车运行时,与轨道完全不接触。它没有轮子和传动机构,列车的悬浮、导从驱动和制动都是利用电磁力来实现的。悬浮电磁铁将车辆往上吸住线路;导向电磁铁保证列车沿线路两侧的定位。
      电磁控制系统保证磁浮列车与轨道间约10mm的间隙、列车通过长定子同步直线电机来驱动和制动,直线电机的原理可以从旋转电机引申出来,即将旋转电机定子剖开再展直,安装在线路两侧的下面、直线电机定子线圈中的电流产生一个运动磁场。在这个运动磁场的作用下,磁浮列车往前运运行。
         在实际运营中,转弯、路障成了关乎安全的重大问题。整条上海磁浮线路需要转弯的地方有三处,其中设计的最大转弯曲线半径达到8000米,用肉眼看几乎是一条直线,因此在转弯中乘客没有丝毫的不适,最小半径也达到1300米,即使是高速行驶中的转弯,乘客也同样感觉平稳舒适。
      在磁浮轨道全线两边50米范围内,还装有目前国际上最先进的隔离装置,人为在轨道上制造障碍几无可能。同时,为了防止磁悬浮列车高速运行时对行驶在高架道路上的机动车产生影响,将在高架道路的内侧栏杆处安装防眩板。   由于磁浮列车在行驶中是处于不接触轨道的悬浮状态,列车在起动和停止行驶的一刹那,乘客会感觉到车身有些许提升与下降。
      不过,乘客大可不必为此担心,因为精心制造的磁浮线路轨道梁确保了列车下落时的安全“软着陆”。轨道梁既是承载列车的承重结构,又是浮起列车运行的导向结构,制造精度极高,梁体的最终测试与调整均是在恒温车间进行的,正因此,它能确保列车在浮、落状态下乘客的安全。
      

    g***

    2006-08-17 17:14:22

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