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磁懸浮裝置設計方案

發布時間:2021-10-30 23:41:23

『壹』 怎麼製作簡單的磁懸浮裝置,,很簡單的就行。。不要什麼化學葯品。。。 小學生留。。。。。

磁懸浮跟化學有什麼關系,小學生就算了吧,你可能沒有能力做這個,得有一定的電子技術基礎知識才行,用復雜的電子線路產生有一定特性的磁通,使磁性材料懸浮

『貳』 什麼叫懸浮式車頂

一種在車頂中根據路況調節車體鋼度。去掉了傳統式的殼體,代之以鋁合金質或金屬的電機殼體,殼體採用凹凸式結構,並以三條或三條以上內凸式安裝筋與電機定子一體或固定連接,通過加或減少補充殼體調整懸浮動態,由於採用上述結構,懸浮式車頂效果好,體積小,重量輕,使用方便。

『叄』 簡易的電磁懸浮裝置怎麼做,需要什麼材料

簡易的電磁懸浮裝置怎麼做,需要什麼材料
自製磁懸浮方法:結合永磁鐵和電磁鐵,利用一個微控制器和一個IR感應器,當內部裝有磁鐵的小物體放在電磁鐵的下方,IR感應器就會感應到物體的存在,微控制器就會啟動電磁鐵並調整磁力大小,當小物體受到向上的磁力和向下的重力相同時,它就會漂浮在空中,漂浮的位置和高度取決於重量和磁力大小。
懸浮技術主要包括電磁懸浮、光懸浮、聲懸浮、氣流懸浮、靜電懸浮、粒子束懸浮等,其中電磁懸浮技術比較成熟。電磁懸浮技術(electromagnetic levitation)簡稱EML技術。它的主要原理是利用高頻電磁場在金屬表面產生的渦流來實現對金屬的懸浮體。

『肆』 磁浮式列車的結構

很早以前,人們就希望列車能與軌道脫離接觸,以解除輪軌車輛的振動與磨損帶來的煩惱。早在1864年,法國就開展了氣墊車的研製工作,通過壓縮空氣使車體與地面脫離接觸。1869年法國巴黎試驗了世界上第一個氣墊車。20世紀60年代,這種研究形成高潮,世界上出現了三個載人的氣墊車實驗系統。隨著技術的進展,特別是固體電子學的出現,使原來十分龐大的控制設備變得十分輕巧,這就給磁懸浮列車技術提供了實現的可能。1969年,德國牽引機車公司(Locomotive Company)的馬法伊(Krauss Maffei)研製出小型磁浮列車系統模型,以後命名為 TR01型。1972年又研製成 TR02型,該車在 l公里軌道上時速達165公里,這是磁懸浮列車發展的第一個里程碑。1973年,馬法伊還研製成氣墊車(命名為TR03)。與磁浮列車相比,氣墊車的技術要復雜得多。此後德國放棄了發展氣墊車的計劃,而著眼發展磁懸浮列車(以下簡稱磁浮列車)。
懸浮與推進的各種方式
磁浮列車從原理上可分為兩種。一種是電磁型(EMS,Electro Magnetic System),也稱吸力型、常導型。另一種是電動型(EDS,Electrodynamic System),也稱斥力型、超導型。
電磁型列車在車體內裝有電磁鐵,路軌為一導磁體。電磁鐵繞組中電流的大小根據間隙感測器的信號進行調節,使車體與路軌間保持一定距離。懸浮力的大小與車速無關,任何車速時均能保持穩定的懸浮力。懸浮氣隙較小,約 l厘米。出於安全考慮,設有應急備用車輪。車身前進的動力由直線感應電機或直線同步電機提供(也可用噴氣推進)。它的懸浮和推進系統消耗的功率很小,一般為 l千瓦/噸。結構、材料簡單,但車體較重。
電動型列車在車體內安裝有超導線圈,軌道上分布有按一定規則排列的短路鋁環。當超導線圈內通電時就產生強磁場,在列車以一定速度前進時,該強磁場就在路軌的鋁環內產生感應電流,兩者相互排斥而產生上浮力。速度愈大這個排斥力就愈大,當速度超過一定值(時速80公里以上)時,列車就脫離路軌表面,最大距離可達數十厘米以上。其懸浮是自穩定的,無須加任何主動控制;由於採用大氣隙懸浮,即使車體有稍許不平衡,或車體與軌道有些許對不準,或軌道上有冰雪之類雜物,均不會影響列車運行的安全性。採用超導線圈雖可減輕線圈結構的重量,但卻要增設超導所需的致冷系統,致冷電源也增加了功耗。這種結構的磁場若不加屏蔽,會增加環境的電磁污染。在低速行駛時,列車還需輪軌系統支撐,側向穩定也要另加控制設備。
除電磁型、電動型之外,還有永磁式半懸浮型、推力與懸浮結合型的磁浮列車。
磁浮列車的驅動方式主要有直線感應電機(LIM),直線同步電機(LSM),以及直線磁阻電機(LRM)和 Z宇型單極直線同步電機。後兩者很少採用。
直線感應電機也稱短定子直線感應電機,主要用在日本的 HSST系列。它的初級繞組裝在車體上,定子由硅鋼片選成,橫向開有許多齒槽,用於安放電機繞組。次級採用低碳鋼實心結構,架設在軌枕上,其上附設一層次級導體(5毫米厚的鋁板)。當初級繞組加上三相交流電之後,在氣隙空間形成一個平移磁場,該磁場切割次級導體,在導體中產生感應電流。該感應電流形成的磁場與初級繞組形成的平移磁場方向相反,從而在路軌與車體之間產生電磁推力。這種電機的速度低於同步速度,一般用於中速(100~200公里/時)磁浮列車。
直線同步電機也稱長定子直線感應電機,主要用在德國的 TR系列和日本的 MLU系列。其初級繞組沿軌道鋪設,故稱長定子,定子線構與短定子類似。次級安裝在車體上,為水磁體或直流繞組,在氣隙空間建立起一個恆定的直流磁場。當初級繞組加上三相交流電後,與次級的直流磁場間產生電磁推力。這種電機的速度等於同步速度,一般用於高速(400~500公里/時)磁浮系統。這種電機需沿軌道鋪設大量導電線圈,並沿線建立許多變電站,用於區間供電。
磁浮列車的優點
由於實現了磁懸浮,車身與軌道脫離接觸,因而產生一系列優點。
(l)速度快。輪軌式列車點接觸壓力的典型數據是48.3兆帕。而磁浮列車是大面積懸浮支撐,單位面積受力的典型數據是6.9~34.5千帕。普通列車的速度主要是受限於輪軌間的粘性力,而磁浮列車的速度則受限於空氣阻力。下面列出各類交通工具速度的典型數據。
高速列車 磁浮EMS 磁浮EDS 汽車 飛機
平均速度(公里/時) 210 380 448 95 485
運行速度(公里/時) 260 400 480 110 852
由上可見,磁浮列車是陸上最快的交通工具,其速度僅次於飛機。
(2)乘坐平穩舒適、噪音低。凡是在西德和日本乘坐過磁浮列車的人,都異口同聲的稱贊乘坐平穩舒適。這是因為車身與軌道之間無接觸,軌道不平度的影響可通過控制系統被濾除。下面列出各種地面交通工具雜訊情況。
高速列車 磁浮列車 汽車
100(公里/時)82分貝 67分貝 76分貝
250(公里/時)92分貝 82分貝
磁懸浮列車的雜訊屬於低水平雜訊。
(3)佔地面積小。磁浮列車路軌佔地面積與普通列車相近,比高速公路佔地面積要小得多。每公里的佔地面積,六車道高速公路為4.28萬平方米,四車道的為2.86萬平方米;而單向磁浮路軌僅為1.43萬平方米,若是高架路軌,則幾乎不佔地面。此外,磁浮列車爬坡能力強,可達10%,轉彎半徑比普通列車小,例如 TRO6軌道時速216公里的曲率半徑為1000米,可適應修建磁浮路軌的地段多,因而可減少隧道和山谷橋架等建築費用。
(4)能耗較低。據加拿大的一項研究,按行駛6O0公里左右核算,各種交通工具的能耗指標(瓦特·時/坐位·公里)數據如下。
高速火車 磁浮EMS 磁浮EDS 汽車 飛機
35.4 73.1 136 144 352
這里未考慮速度,單看能耗,似乎磁浮列車要比普通列車大,如果計及速度因素,考慮在不同速度下的功能指標,結論就不一樣了。當時速達220公里左右時,普通列車與磁浮列車的功耗基本上一致。再提高時速,磁浮列車的優越性就明顯了,而普通列車已無法達到。
(5)安全可靠。磁浮列車(EMS型)懸浮高度大約 l厘米左右,萬一懸浮系統失效,應急車輪能支撐列車繼續行進。另外,磁浮列車車體兩側像鉗子一樣卡住路軌,不易出軌,比普通列車安全。
(6)壽命長、維修費用低。這是顯而易見的。
從綜合效益考慮,磁浮列車是很有前途的一種交通工具。
德、日、美等國的研製概況
在世界上,重視磁浮列車研製並形成自己研製系列的國家是德國和日本。
德國是最早開始研究磁浮列車技術的國家,其研究主要集中在 EMS型磁浮列車技術上, 目前在技術上佔有優勢。它的 EMS型磁浮列車發展計劃稱為 TRASPAID,相應的車型均用 TR加編號命名。世界上第一台 EMS型磁浮樣車誕生在德國,它是1969年德國馬法伊研製的模型車 TR0l。世界上第一台有載人能力的磁浮列車也誕生在德國,即1971年由德國航空公司(MBB)研製成功的全尺寸7噸車,有人也把它稱為 TRO2(一般 TRO2是指馬法伊1971年研製的12噸車,時速164公里)。 目前 TR系列已發展到 TRO7(其中TRO3是氣墊車), TRO4以前的曾用火箭推進,從 TRO5開始改用直線同步電機驅動。TRO5軌長 l公里,最高時速90公里,載乘70人,1974年在漢堡國際博覽會上展出,歷時3周,載客4萬餘人次,未發生任何故障。
此後,德國實施TVE計劃,建造 TRO6和拉騰鎮的愛姆斯朗(Emsland)試驗場,以試驗列車的轉彎、爬坡、行進速度等功能。試驗場的環形軌道長31.5公里,傾角1.2度,坡度10%,設有高4.7米,跨度25米的高架路軌和三個道岔的試驗線。起動時間約1分鍾,時速200公里,全程運行時間12分鍾,最高時速412.6公里,1690米彎道運行時速256公里。
後又建造 TRO7,它是 TRO6的改進型,1988年投入試運行。到1989年底,包括商業運行在內共試運行1.2萬公里,軟硬體耐久試驗達5萬小時,在隧道進行了各種雷擊試驗。
在 EMS型磁浮列車技術已成熟的基礎上,德國還計劃實施漢堡至柏林的磁浮線路工程。1996年正式動工,2001年交付使用。線路全長287公里,設計時速500公里,全程運行時間53分鍾。每列車由4節車廂組成,共332個座位,每10分鍾發 l列車,全天運行95列車。
德國西門子公司也曾發展過 EDS型磁浮列車技術,並在1976年獲得時速12O公里的結果。由於其在能耗指標、強磁污染、發展風險等方面,都明顯不如 EMS型,自1979年起,德國終止了 EDS型的研究。德國快速運輸試驗公司的試驗專務理事布勒富克(F. Blefuk)說:"我們在1977年之前曾就超導和常導兩種方式進行了研究,兩種方式的優缺點的綜合對比分析結果表明,常導方式更合適。"德國研製EDS型的有關技術已用於其他方面,如核磁共振技術、直線同步電機等。
日本地少人多,歷來重視鐵路技術的發展。日本航空公司(JAL)1974年開始 EMS型磁浮列車的設計研究工作,先後研製出HSST-01、02、O3等型號。HSST-03於1985年和1986年分別在日本築波和加拿大溫哥華展出,共進行349天載人運行。在 HSST-03的基礎上改進, JAL又建造了 HSST-04和 HSST-05,運行可*性分別達到96.2%和99.8%。HSST系列均屬 EMS型,在低速下(比如時速100公里)行駛,雜訊很低,很適於作市內交通工具。
日本國有鐵路(JNR)則致力於 EDS型研製,於60年代中期就起步研究。1972年研製成的 ML100是世界上第一台 EDS型磁浮列車。1979年又研製成功 ML5O0,時速517公里,是陸面交通工具移動速度的世界紀錄。若在東京與成田機場架設這樣的線路,單程僅需10分鍾,由東京到大販也僅需 l小時。日本很重視 EDS型技術的開發,並把它與高溫超導材料的研究聯系在一起,以求更快發展。
英國是最早進行磁浮列車商業運營的國家,連接伯明翰車站與機場的900米運行線1984年投入運營,採用 EMS型,時速48公里,尚在使用,但研究進展不大。
美國地廣人稀,公路網和空中航線四通八達,長期忽視鐵路發展。進入9O年代後,美國科技界、工業界對磁浮列車技術表現出十分濃厚的興趣,大有急起直追之勢。1993年5月,第12屆國際磁浮列車會議在美國舉行。美國國會擬定撥款7.25億美元支持磁浮列車技術的發展,美國政府也成立 NMI組織(NationalMaglev Initiative),擬分四個階段發展此項技術。現已進行系統概念定義(SCD)研究。 SCD方案中,三個為 EDS型,一個為 EMS型。EMS型的懸浮與推進系統原理上與德國的TRASPAID類似,但採用超導型的概念(追求技術新),懸浮間隙為4厘米(德國為 l厘米),時速超過500公里(追求速度快)。1993年7月開始概念設計,1995年進入工程實驗階段,1997年7月以後開始第四階段,建造應用線路。
由上可見,盡管磁浮列車有明顯的優點,但由於各國情況不同,所以對它的重視程度和發展路線也各不相同。除上述國家外,法國、鍛國、韓國也都有研究計劃。考慮到勞動力價格愈來愈高,往返時間將成為商品生產中非常關鍵的因素。在未來的市區至機場、市中心至衛星城之間的短程交通(50公里以內),城市間的中程交通(50~100公里),作為交通走廊的遠程交通(lO0~100O公里)中,磁浮列車都是有競爭力的。
最初,發展磁浮列車技術就是追求高速。當時, HSST-01的目標就是為時速超過300公里提供技術,即使電機推不上去,也要用火箭推上去。但發展至今,由於 HSST系列結構簡單、雜訊低、研製周期短、軌道造價低,對於城區、城郊的公共交通有明顯的優越性,人們反而對它的中低速(時速在200公里以內)性能感興趣。
磁浮列車技術在中國前景廣闊
中國幅員遼闊,人口眾多,經濟正處起飛階段,交通問題十分緊迫。
就陸路交通而言,中國可耕地面積僅占國土面積的17%,可耕地十分寶貴,因此不宜大量發展佔地面積大的交通設施。據統計,津塘高速公路每公里佔地8.1萬平方米,而鐵路每公里僅佔地1.63萬平方米,普通路基的磁浮列車佔地與鐵路相當,而高架的磁浮列車佔地要少得多,即使是雙軌的,佔地面積也僅為高速公路的5%。可耕地寶貴是中國一項重要的基本國情,由此出發,中國應優先發展鐵路。
據1989年統計,中國鐵路總長5.26萬公里,人均鐵路擁有量在世界上排在100位之後,按國土面積平均排在世界70位之後,然而所完成的客貨周轉量卻居世界第3位,幾乎與美國總長30萬公里的鐵路所完成的相等。中國鐵路主要干線的貨運只能滿足社會需求量的50%~70%,客車超員高達50%~100%。因此,中國再造10倍以上的鐵路也不為過。磁浮列車作為一種採用高技術的鐵路運輸工具,其單位能耗不僅比飛機、汽車低,與其他鐵路運輸工具相比,也是最低的。它的造價也只略高於電氣化鐵路。在中國鐵路發展的廣闊天地中,磁浮列車技術有自己的用武之地。
經濟的起飛帶來城市的繁榮,在人口集中的大城市,市內公共交通以及市區與城郊的交通問題變得更為嚴峻。中國的城市軌道列車,全國總計也不足50公里。修建地下鐵路,造價昂貴,按中國的國力,近期不可能大規模發展。修建中低速的高架磁浮列車,造價要合理得多,而且雜訊小,佔地面積小,是解決城市交通問題的理想方案。
因此,磁浮列車技術的研究在中國也受到充分重視。自80年代初開始磁懸浮運行技術的探討和基礎研究,其中包括懸浮控制技術研究、小型磁浮模型車和模型裝置的研製和理論分析,以及18噸載人磁浮列車方案設計等。中國第一台磁浮列車原理模型誕生於1989年,該車屬 EMS型,類似日本的 HSST結構,車體重80千克,由 LIM系統推進,運行速度可達10米/秒,曾在長沙、北京展出多次。現在,磁浮列車技術的研究已列入國家八五科技攻關項目,重點發展 EMS型,初步決定建立磁浮試驗線路。在資金和價格合理的條件下,還考慮引進國外較為成熟的關鍵技術,以促進磁浮列車技術在中國的發展。
磁浮列車的核心技術是懸浮與推進,並需要一套復雜的自動控制系統。它的實現需要運用電子技術、電磁器件、直線電機、機械結構、計算機、材料以及系統分析等方面的高技術成果,因而國際上把磁浮列車列為高技術產品。但對於已比較成熟的 EMS型磁浮列車來說,它是高技術產品,卻並非高價產品。它所依據的基礎技術均屬已成熟的技術,也不需要等待某一項技術的突破或某種特殊材料與器件的出現,所有材料與器件都是國內市場上可買到的商品。需要攻關的關鍵是組成系統的技術和實現工程化。可以相信,一旦磁浮列車在中國某地的交通網路中出現,讓人們實際體驗到它的優越性,它在中國大地上的發展將是無可限量的。

『伍』 如何製作磁懸浮裝置 詳細一點,最好有電路圖 大概像這樣

這個圖大概是這樣的,
上邊有一個線圈,能電產生吸力,
下邊是一個磁鐵,
再下邊是一個座,上邊有感應的裝置,比如霍爾感測器等
再有一個比較器,比較霍爾感測器感應到的大概位置
如果位置較低,吸力加大,如果位置較高,吸力減少
就這樣,讓他一直保持在中間這個位置

『陸』 如何製作磁懸浮裝置

兩對磁鐵,同性排斥的原理

『柒』 求解答!有關磁懸浮裝置的

弄一個高強度的磁鐵,S極朝上,在弄一個,S極朝下放在前面那個磁鐵正上方,於是,它就懸浮起來了。

這兩個磁鐵,都可以用電磁鐵來代替,於是乎,可控的磁懸浮就有了。

『捌』 怎麼自製一個磁懸浮裝置需要什麼裝置越簡單的越好

很簡單兩塊磁鐵就行,只要你能找到平衡點就讓磁鐵懸浮起來。

『玖』 怎麼做一個最簡單的磁懸浮裝置,這里有個小道具要用磁懸浮才能做出效果

最簡單的磁懸浮,那得用磁鐵做直線導軌,上面那塊小磁鐵,需要放在,鋁制環做成通道的圈裝管道里以防滑落。高檔點需要搞0K環境,這就不現實了。

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