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磁懸浮電機實驗裝置

發布時間:2022-08-21 09:48:52

㈠ 磁懸浮風力發電機的原理

磁懸浮風力發電機的工作原理是:採用磁懸浮技術理論、將電機線圈懸浮於一定的空間,在沒有任何機械摩擦阻力以及在風力作用下,使電機轉動並切割磁力線發出交流電。

㈡ 磁懸浮列車的工作原理

磁懸浮列車由於懸浮起一定的高度,使車輪與導軌脫離,故不能依靠它們之間的摩擦力產生牽引力使車輛前進,而是採用一種叫做直線電機的推進裝置作為列車的牽引動力。
直線電機是從旋轉電機演變而來的。它的基本構成和作用原理與普通旋轉電機類似,就如同將旋轉電機沿半徑方向切開展平而成。於是,其傳動方式也就由旋轉運動變為直線運動。
由於技術、安全和經濟等方面的原因,特別是輪軌間粘著條件的限制,近代高速輪軌接觸式傳動系統,已經達到了最大的限制速度。20世紀初,許多發達國家均在探索取代傳統的接觸傳動的新途徑,紛紛開展了對直線電機的研究。直線電機最主要的優點是:結構簡單,推進力大,運行可靠,靈活性大,適應性強,不受離心力限制以及無噪音、無振動等。
在磁懸浮列車上採用直線電機,按「定子」和「轉子」的設置位置分為兩種基本形式:
1、長轉子、短定子式。這種電機的「定子」安裝在車輛的底部,「轉子」線圈安裝在軌道上;
2、長定子、短轉子式。此種方式是將電機的「轉子」線圈安裝在車輛上,「定子」線圈安裝在軌道上。

直線電機的推進原理是:當「定子」線圈接通電流後,產生磁場,沿軌道方向平行移動,「轉子」線圈切割磁場產生的電流(或給「轉子」線圈通電流),「轉子」線圈在「定子」磁場中受電磁力作用,使「定子」和「轉子」間產生相對直線運動,推動列車前進。推進力的大小取決於「定子」磁場的強度、「轉子」線圈的電流以及線圈的長度。_
直線電機既然是從旋轉電機演變而來,自然也有著直線同步電機和直線非同步電機之分。在磁懸浮鐵路上,直線電機的固定部分只能設置在地面上,運動部分放置在車輛上。其運動部分是「轉子」還是「定子」,要根據不同形式的直線電機而定。在實際應用中,直線電機的「定子」和「轉子」不可能完全相等,因為在相等的情況下,在列車行進過程中,其相互的電磁耦合部分會越來越小,影響正常運行。必須將「定子」和「轉子」作成長短不等,使長的那一級盡可能地長,才能保證在所需行程范圍內,得到盡可能滿意的電磁耦合狀態,從而獲得最大的推進力。
一些研究磁懸浮列車起步較早、進站較快的國家,對這兩種形式的直線電機都進行了研究,根據不同的磁懸浮方式,採用不同的直線電機,投入實用階段
常導磁吸式磁懸浮鐵路,一般均採用直線非同步電機。在磁懸浮列車上安裝三相電樞繞組,在軌道上安置垂直的鋁制感應軌。這種方式結構比較簡單,容易維護,造價低,投入實用時間短,適用於中低速運輸系統;主要缺點是功率偏低,不利於高速運行。

隨著超導技術的發展,直線同步電機被提高到了應用日程。在超導磁斥式磁懸浮鐵路上多採用直線同步電機。處於超導狀態下的導體一旦有電流通過,理論上即可保持永久通電狀態,無須再繼續供電。其超導電磁體安裝在車輛上,在軌道沿線設置無源閉路線圈或非磁性金屬板。當磁懸浮列車上的超導電磁體通過地面閉路線圈或非磁性金屬板時,由於電磁感應而出現的兩者之間的排斥力使車體浮起。同時作為磁浮裝置的超導電磁線圈的採用,為直線同步電機的激磁線圈處於超導狀態提供了方便條件。它們可以共存於同一個冷卻系統中,或者同一線圈同時起到懸浮、導向和推進的作用。
直線同步電機與非同步電機相比,電動機的功率因數提高了。又由於許多設備移到地面上,線路上的設備和造價增加了,但車輛設計可大大簡化,故在超導磁懸浮鐵路上均採用直線同步電機。

㈢ 世界首條永磁磁浮空軌試驗線投用,空軌運作的原理是什麼

不依靠橡膠輪子承重行駛,而是利用了永磁材料與軌道相斥的原理,可以在槽口中線保持懸浮狀態,電磁導向可實現零摩擦運行,僅需電機驅動即可運行。

㈣ 什麼是直流磁浮電機是什麼原理

直流磁浮電機也稱磁浮電機,也可以叫磁力電機,它是無軸承電機是一種新型結構的電機。與傳統電機的最大不同之處是它不需要另外的軸承,電機本身既可產生轉矩,又能產生支撐轉子的磁懸浮力。

原理:磁懸浮軸承電機利用安裝在機座上的徑向和軸向磁鐵,在轉動的轉子中感應出磁場,並通過定轉子磁場的相互作用將轉動的轉子懸浮起來,避免了傳統電機的轉軸和軸承接觸摩擦而產生的機械問題,使電機的轉速不受軸承的限制。

(4)磁懸浮電機實驗裝置擴展閱讀:

在感應磁力發電機中,磁鐵旋轉而線圈保持靜止。

每一圈旋轉,凸輪一次或多次地開啟接觸斷路器(觸點),中斷產生在原線圈中產生電磁場的電流。當磁場消失,電壓產生(如法拉第電磁感應定律中描述)在原線圈上。

這些觸點打開的時候,觸點間距意味著原線圈上的電壓將橫跨在這些點上。在這些點上放置電容器用來鎮定電弧,平穩原線圈上的電壓,並控制原線圈上的電能消散率。

比原線圈多很多匝的副線圈,線繞在同一鐵芯上以形成電變壓器。副線圈和原線圈的纏繞圈數比例,被稱為匝數比。在原線圈上的電壓被一以此比例的放大到副線圈上。在原副線圈間的匝數比之所以被採用,是因為這樣才能使得副線圈上的電壓達到一個非常高值,從而足夠弧跨與火花塞之間的間隔。

㈤ 磁懸浮列車工作原理

1、導向方式

磁懸浮列車利用電磁力的作用進行導向。現按常導磁吸式和超導磁斥式兩種情況簡述如下。

常導磁吸式的導向系統與懸浮系統類似,是在車輛側面安裝一組專門用於導向的電磁鐵。車體與導向軌側面之間保持一定間隙。

當車輛左右偏移時,車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用,使車輛恢復到正常位置。控制系統通過對導向磁鐵中的電流進行控制來保持這一側向間隙,從而達到控制列車運行方向的目的。

超導磁斥式的導向系統可以採用以下 3 種方式構成:

(1)在車輛上安裝機械導向裝置實現列車導向。這種裝置通常採用車輛上的側向導向輔助輪, 使之與導向軌側面相互作用(滾動摩擦)以產生復原力,這個力與列車沿曲線運行時產生的側向力相平衡,從而使列車沿著導向軌中心線運行。

(2)在車輛上安裝專用的導向超導磁鐵,使之與導向軌側向的地面線圈和金屬帶產生磁斥力,該力與列車的側向作用力相平衡,使列車保持正確的運行方向。這種導向方式避免了機械摩擦,只要控制側向地面導向線圈中的電流,就可以使列車保持一定的側向間隙。

(3)利用磁力進行導引的「零磁通量」導向系鋪設「8」 字形的封閉線圈。當列車上設置的超導磁體位於該線圈的對稱中心線上時,線圈內的磁場為零;而當列車產生側向位移時,「8」字形的線圈內磁場為零,並產生一個反作用力以平衡列車的側向力,使列車回到線路中心線的位置。

2、推進方式

磁懸浮列車推進系統最關鍵的技術是把旋轉電機展開成直線電機。它的基本構成和作用原理與普通旋轉電機類似,展開以後,其傳動方式也就由旋轉運動變為直線運動。

常導磁吸式磁懸浮採用短定子非同步直線電機。在車上安裝三相電樞繞組,軌道上安裝感應軌。採用車上供電方式。這種方式結構比較簡單,容易維護,造價低,適用於中低速城市運輸及近郊運輸以及作為短程旅遊線系統;主要缺點是功率偏低,不利於高速運行。

其中TR 型快速動車和上海引進 的 Transrapid 06 號磁懸浮列車,以及日本的 HSST型磁懸浮列車都採用這種形式。超導磁斥式磁懸浮採用長定子同步直線電機。其超導電磁體安裝在車輛上,在軌道沿線設置無源閉合線圈或非磁性金屬板。

作為磁浮裝置的超導電磁線圈的採用,為直線同步電機的激磁線圈處 於超導狀態提供了方便條件。它們可以共存於同一 個冷卻系統,或者同一線圈同時起到懸浮、導向和推進的作用。

高速長定子同步直線電機牽引系統的構成相對復雜。地面牽引系統,供電一個區間(長約30km)區間又分成許多段(約300-1000 m),每段只有列車通過時供電,各段切換由觸點真空開關完成。

為使列車在段間不沖動,需兩組逆變器輪 流供電,其特點為大功率、高壓、大電流。動力在地面的優勢有路軌電機的功率強以及車輛的設計簡化、重量輕。適用於高速和超高速磁懸浮鐵路。日本和加拿大決定發展這種磁懸浮系統。

4、列車動能

「常導型」磁懸浮列車及軌道和電動機的工作原理完全相同。

只是把電動機的「轉子」布置在列車上,將電動機的「定子」鋪設在軌道上。通過「轉子」,「定子」間的相互作用,將電能轉化為前進的動能。

我們知道,電動機的「定子」通電時,通過電流對磁場的作用就可以推動「轉子」轉動。不過耗電量巨大,就像一個個電動機鋪滿軌道,當向軌道這個「定子」輸電時,通過電流對磁場的作用,列車就像電動機的「轉子」一樣被推動著做直線運動。

(5)磁懸浮電機實驗裝置擴展閱讀:

磁懸浮技術優缺點

1、優點

磁懸浮列車有許多優點:列車在鐵軌上方懸浮運行,鐵軌與車輛不接觸,不但運行速度非常快,可以超過500 千米/小時,;無噪音,不排出有害的廢氣,有利於環境保護。由於無需車輪,不存在輪軌摩擦而產生的輪對磨損,減少了維護工作量和經營成本。

它是21 世紀理想的超級特別快車,世界各國都十分重視發展磁懸浮列車。至2012年,中國和日本、德國、英國、美國等國都在積極研究這種車。日本的超導磁懸浮列車已經過在軌試驗,即將進入實用階段,運行時速可達300千米以上。

磁懸浮列車運行時與軌道保持一定的間隙(一般為1—10cm),因此運行安全、平穩舒適、無雜訊,可以實現全自動化運行。

磁懸浮列車的使用壽命可達35年,而普通輪軌列車只有20—25年。磁懸浮列車路軌的壽命是80年,普通路軌只有60年。目前的最高時速是日本L0型磁懸浮列車在2015年達到的603公里/小時。

據德國科學家預測,到20年,磁懸浮列車採用新技術後,時速將達1000公里。而當前中國的輪軌列車運營速度最高時速為496公里 (法國 TGV 電氣火車最高時速在2007年的測試中達到過574.8公里/小時)。

2、缺點

據稱,在陸地上的交通工具沒有輪子是很危險的。要克服很大的慣性,只有通過輪子與軌道的制動力來克服。磁懸浮列車沒有輪子,如果突然停電,靠滑動摩擦是很危險的。

而對於磁懸浮,當遭遇突然停電,採取的是機械臂鎖死軌道強制停車,這正是磁懸浮相對於輪軌滑動摩擦制動方式而言會更加危險,會導致車毀人亡的悲劇,國外無一例建造正是此特點。

此外,磁懸浮列車又是高架的,發生事故時在5米高處救援很困難,沒有輪子,拖出事故現場困難;若區間停電,其他車輛、吊機也很難靠近。但是相比較於其他輪軌鐵路,不論高鐵、地鐵,還是輕軌,也同樣是高架的。

2006年,德國磁懸浮控制列車在試運行途中與一輛維修車相撞,報道稱車上共29人,當場死亡23人,實際死亡25人,4人重傷。這說明磁懸浮列車突然情況下的制動能力不可靠,不如輪軌列車。說明磁懸浮列車突然情況下的制動能力遠遠比不上輪軌列車,且安全性沒有輪軌火車高(輪軌安全性高數十倍)。

㈥ 磁懸浮簡介

磁懸浮列車是一種採用無接觸的電磁懸浮、導向和驅動系統的磁懸浮高速列車系統。它的時速可達到500公里以上,是當今世界最快的地面客運交通工具,有速度快、爬坡能力強、能耗低運行時噪音小、安全舒適、不燃油,污染少等優點。並且它採用採用高架方式,佔用的耕地很少。磁懸浮列車意味著這些火車利用磁的基本原理懸浮在導軌上來代替舊的鋼輪和軌道列車。磁懸浮技術利用電磁力將整個列車車廂托起,擺脫了討厭的摩擦力和令人不快的鏘鏘聲,實現與地面無接觸、無燃料的快速「飛行」。

稍有物理知識的人都知道:把兩塊磁鐵相同的一極靠近,它們就相互排斥,反之,把相反的一極靠近,它們就互相吸引。托起磁懸浮列車的,那似乎神秘的懸浮之力,其實就是這兩種吸引力與排斥力。

應用准確的定義來說,磁懸浮列車實際上是依靠電磁吸力或電動斥力將列車懸浮於空中並進行導向,實現列車與地面軌道間的無機械接觸,再利用線性電機驅動列車運行。雖然磁懸浮列車仍然屬於陸上有軌交通運輸系統,並保留了軌道、道岔和車輛轉向架及懸掛系統等許多傳統機車車輛的特點,但由於列車在牽引運行時與軌道之間無機械接觸,因此從根本上克服了傳統列車輪軌粘著限制、機械雜訊和磨損等問題,所以它也許會成為人們夢寐以求的理想陸上交通工具。

根據吸引力和排斥力的基本原理,國際上磁懸浮列車有兩個發展方向。一個是以德國為代表的常規磁鐵吸引式懸浮系統--EMS系統,利用常規的電磁鐵與一般鐵性物質相吸引的基本原理,把列車吸引上來,懸空運行,懸浮的氣隙較小,一般為10毫米左右。常導型高速磁懸浮列車的速度可達每小時400-500公里,適合於城市間的長距離快速運輸;另一個是以日本的為代表的排斥式懸浮系統--EDS系統,它使用超導的磁懸浮原理,使車輪和鋼軌之間產生排斥力,使列車懸空運行,這種磁懸浮列車的懸浮氣隙較大,一般為100毫米左右,速度可達每小時500公里以上。這兩個國家都堅定地認為自己國家的系統是最好的,都在把各自的技術推向實用化階段。估計到下一個? 磁懸浮的構想是由德國工程師赫爾曼?肯佩爾於1922年首先提出的。磁懸浮列車包含有兩項基本技術,一項是使列車懸浮起來的電磁系統,另一項是用於牽引的直線電動機。
直線電動機的原理早在18世紀末就已經出現,形象地說,是把圓形旋轉電機剖開並展成直線型的電機結構。它依靠鋪在線路上的長定子線圈極性交錯變化的電磁場,根據同極相斥異極相吸的原理進行牽引。
在肯佩爾的主持下,經過漫長的研究,德國於1971年造出了世界上第一台功能較強的磁懸浮列車。
磁懸浮列車按懸浮方式又分為常導型及超導型兩種。常導磁懸浮列車由車上常導電流產生電磁吸引力,吸引軌道下方的導磁體,使列車浮起。常導型技術比較簡單,由於產生的電磁吸引力相對較小,列車懸浮高度只有8到10毫米。這種車以德國的TR型磁懸浮列車為代表。
超導磁懸浮列車由車上強大的超導電流產生極強的電磁場,可使列車懸浮高達100毫米。超導技術相當復雜,並需屏蔽發散的強磁場。這種車以日本山梨線的MLX型車為代表。

㈦ 磁懸浮列車的磁懸浮列車的懸浮、制導及驅動方式

磁懸浮列車主要由懸浮系統、推進系統和導向系統三大部分組成。盡管可以使用與磁力無關的推進系統,但在目前的絕大部分設計中,這三部分的功能均由磁力來完成。 (1)磁浮有3個基本原理。第一個原理是當靠近金屬的磁場改變,金屬上的電子會移動,並且產生電流。第二個原理就是電流的磁效應。當電流在電線或一塊金屬中流動時,會產生磁場。通電的線圈就成了一塊磁鐵。磁浮的第三個原理我們就再熟悉不過了,磁鐵間會彼此作用,同極性相斥,異極性相吸。現在看看磁浮是如何作用的:磁鐵從一塊金屬的上方經過,金屬上的電子因磁場改變而開始移動 (原理一)。電子形成迴路,所以接著也產生了本身的磁場(原理二)。圖 1 以最簡單的方式來表達這個過程,移動中的磁鐵使金屬中出現一塊假想的磁鐵。 這塊假想磁鐵具有方向性,因是同極性相對,因此 會對原有的磁鐵產生斥力。也就是說,如果原有的磁鐵是北極在下,假想磁鐵則是北極在上;反之亦然。因為磁鐵的同極相斥(原理三),讓磁鐵在一塊金屬上方移動,結果會對移動中的磁鐵產生一股往上推動的力量。如果磁鐵移動得足夠快,這個力量會大得足以克服向下的重力,舉起移動中的磁鐵。 所以當磁鐵移動時,會使得自己浮在金屬上方,並靠著本身電子移動產生的力量保持浮力。這個過程就是所謂的磁浮,這個原理可以適用在列車上。下面介紹常導磁吸式(EMS)和超導磁斥式 (EDS)列車的具體運行原理。
常導磁吸式(EMS) 利用裝在車輛兩側轉向架上的常導電磁鐵(懸浮電磁鐵)和鋪設在線路導軌上的磁鐵,在磁場作用下產生的吸引力使車輛浮起,見圖2所示。車輛和軌面之間的間隙與吸引力的大小成反比。為了保證這種懸浮的可靠性和列車運行的平穩,使直線電機有較高的功率,必須精確地控制電磁鐵中的電流,使磁場保持穩定的強度和懸浮力,使車體與導軌之間保持大約10 mm的間隙。通常採用測量間隙用的氣隙感測器來進行系統的反饋控制。這種懸浮方式不需要設置專用的著地支撐裝置和輔助的著地車輪,對控制系統的要求也可以稍低一些。
超導磁斥式(EDS) 此種形式在車輛底部安裝超導磁體(放在液態氦儲存槽內),在軌道兩側鋪設一系列鋁環線圈。列車運行時,給車上線圈(超導磁體)通電流,產生強磁場,地上線圈(鋁環)與之相切與車輛上超導磁體的磁場方向相反,兩個磁場產生排斥力。當排斥力大於車輛重量時,車輛就浮起來。因此,超導磁斥式就是利用置於車輛上的超導磁體與鋪設在軌道上的無源線圈之間的相對運動,來產生懸浮力將車體抬起來的。如圖3所示。由於超導磁體的電阻為零,在運行中幾乎不消耗能量,而且磁場強度很大。在超導體和導軌之間產生的強大排斥力,可使車輛浮起。當車輛向下位移時,超導磁體與懸浮線圈的間距減小電流增大, 使懸浮力增加,又使車輛自動恢復到原來的懸浮位置。這個間隙與速度的大小有關,一般到100km/h時車體才能懸浮。因此,必須在車輛上裝設機械輔助支承裝置,如輔助支持輪及相應的彈簧支承,以保證列車安全可靠地著地。控制系統應能實現起動和停車的精確控制。 磁懸浮列車利用電磁力的作用進行導向。現按常導磁吸式和超導磁斥式兩種情況簡述如下。
常導磁吸式的導向系統與懸浮系統類似,是在車輛側面安裝一組專門用於導向的電磁鐵。車體與導向軌側面之間保持一定間隙。當車輛左右偏移時,車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用,使車輛恢復到正常位置。控制系統通過對導向磁鐵中的電流進行控制來保持這一側向間隙,從而達到控制列車運行方向的目的。
超導磁斥式的導向系統可以採用以下 3 種方式構成: ①在車輛上安裝機械導向裝置實現列車導向。這種裝置通常採用車輛上的側向導向輔助輪, 使之與導向軌側面相互作用(滾動摩擦)以產生復原力,這個力與列車沿曲線運行時產生的側向力相平衡,從而使列車沿著導向軌中心線運行。②在車輛上安裝專用的導向超導磁鐵,使之與導向軌側向的地面線圈和金屬帶產生磁斥力,該力與列車的側向作用力相平衡,使列車保持正確的運行方向。這種導向方式避免了機械摩擦,只要控制側向地面導向線圈中的電流,就可以使列車保持一定的側向間隙。 ③利用磁力進行導引的「零磁通量」導向系鋪設「8」 字形的封閉線圈。當列車上設置的超導磁體位於該線圈的對稱中心線上時,線圈內的磁場為零;而當列車產生側向位移時,「8」字形的線圈內磁場為零,並產生一個反作用力以平衡列車的側向力,使列車回到線路中心線的位置。 ——美國聖迭戈:美國通用原子公司在聖迭戈建造了一條長120米的磁懸浮軌道,目的是為聯合太平洋鐵路公司將要在洛杉磯建造的一條8公里的運載線路提供測試。
——德國埃姆斯蘭縣:Transrapid擁有31.5公里的軌道,定期運行的速度最高達420公里每小時。
——日本JR磁浮:日本研發的超導體磁浮列車由東海旅客鐵道(JR東海)和鐵道總合技術研究所(JR總研)主導。首列實驗列車JR-Maglev MLX01從1970年代開始研發,並且在山梨縣建造了五節車廂的實驗車和軌道。在2003年12月2日最高速達到581km/h(361 mph)。在2015年更創下了603/h的速度,創下有車廂車輛的陸地極速。
——美國聯邦運輸管理局(FTA)城市磁浮技術示範(UMTD)計劃
——中國西南交通大學:2003 年,西南交大在四川成都青山磁懸浮列車線完工,該磁懸浮試驗軌道長 420 米,主要針對觀光遊客, 票價低於出租轎車費。 ——日本東部丘陵線
——中國上海磁浮示範運營線
——韓國仁川機場磁懸浮線 ——美國喬治亞州:Powder Springs:AMT Test Track
——日本 :東京-名古屋-大阪 中央新干線
——中國長沙:長沙中低速磁浮線
——中國北京:S1 號線 1971年:西德,Prinzipfahrzeug,90 km/h
1971年:西德,TR—02(TSST)—164 km/h
1972年:日本,ML100,60 km/h,(載人)
1973年:西德,TR04,250 km/h(載人)
1974年:西德,EET—01,230 km/h(無人)
1975年:西德,Komet,401.3 km/h(由蒸汽火箭推進,無人)
1978年:日本,HSST—01,307.8 km/h(由蒸汽火箭推進,日產汽車製造,無人)
1978年:日本,HSST—02,110 km/h(載人)
1979年12月12日:日本,ML—500R,504 km/h(無人)第一次突破500 km/h
1979年12月21日:日本,ML—500R,517 km/h(無人)
1987年:西德,TR—06,406 km/h(載人)
1987年:日本,MLU001,400. km/h(載人)
1988年:西德,TR—06,412.6 km/h(載人)
1989年:西德,TR—07,436 km/h(載人)
1993年:德國,TR—07,450 km/h(載人)
1994年:日本,MLU002N,431 km/h(無人)
1997年:日本,MLX01,531 km/h(載人)
1997年:日本,MLX01,550 km/h(無人)
1999年:日本,MLX01,548 km/h(無人)
1999年:日本,MLX01,552 km/h (載人/5輛編組) 吉尼斯世界紀錄認可
2003年:中國,Transrapid SMT(德國提供技術所建設,第一條商業運行路線),501.5 km/h
2003年:日本,MLX01,581 km/h(載人/3輛編組)吉尼斯世界紀錄認可
2015年: 日本,L0,590 km/h(載人/7輛編組)
2015年4月: 日本,L0,603 km/h(載人/7輛編組) 超導排斥型磁懸浮列車是利用超導磁鐵和低溫技術,來實現列車與線路之間懸浮運行,其懸浮間隙大小一般在100mm左右,這種磁懸浮列車低速時並不懸浮,當速度達到100 km/h 時才懸浮起來。它的最高運行速度可以達到1000km/h當,然其建造技術和成本要比常導吸引型磁懸浮列車高得多。
(2)按懸浮技術,磁懸浮列車按懸浮方式有電磁吸引式懸浮(EMS)和永磁力懸浮(PRS)及感應斥力懸浮(EDS)兩種。 高速磁懸浮在全球的推廣之路異常坎坷,但是,中低速磁懸浮線路卻另闢蹊徑,相關推廣大有燎原之勢。
第一個國家是日本。2005年3月6日建成名古屋市區通向愛知世博會會場的磁懸浮線路,全長約9公里,全程無人駕駛,最高時速為100公里。
第二個國家是韓國。韓國磁懸浮的發展過程經歷了獨立研發(1985年—1993年)、對外合作(1994年—1998年)和商業化嘗試(1999年至今)3個階段。2014年7月,韓國仁川國際機場至仁川龍游站磁懸浮線路投入運營,全長6.1公里,列車由韓國自主研發,無人駕駛,最高時速可達110公里。
中國是世界上第三個擁有中低速磁懸浮技術的國家。2000年之後,中國的中低速磁懸浮推廣就有多種傳言,包括北京八達嶺線、成都青城山項目、北京東直門到首都機場線、滬杭磁懸浮線等,但都無疾而終。
奧運會之後,中國的中低速磁懸浮開始加速。2008年5月,唐山客車廠建成了一條1.547公里的中低速磁懸浮列車工程化試驗示範線。2012年1月,中國南車株機公司研製的中低速磁懸浮列車下線,最高時速100公里,最大載客600人。
2014年5月16日,長沙高鐵站至黃花國際機場磁懸浮工程開工建設,預計2015年年底建成,這是我國第一條完全自主研發的商業運營磁懸浮線。
2015年4月21日,北京中低速磁浮交通線路S1線暴力開工建設。
中國在實現高鐵輪軌技術的快速發展,磁懸浮已經被廢除。
目前有三種典型的磁懸浮技術:一種是德國發明的電磁懸浮技術,上海磁懸浮列車、長沙和北京在建的磁懸浮列車均應用此類技術;第二種是日本發明的低溫超導磁懸浮技術,如日本在建的中央新干線磁浮線;第三種是高溫超導磁懸浮,與低溫超導磁懸浮的液氦冷卻(零下269攝氏度)不同,高溫超導磁懸浮採用液氮冷卻(零下196攝氏度),工作溫度得到了提高。
西南交通大學牽引動力國家重點實驗室超導技術研究所副教授鄧自剛在接受《中國科學報》記者采訪時透露,2000年,西南交通大學超導技術研究所教授王家素和王素玉在世界上首先研製成功載人高溫超導磁懸浮實驗車。但因受經費限制,從2001年到2011年的10年時間里,高溫超導磁懸浮幾乎沒有大的應用進展。
北控磁浮公司副總經理武學詩在接受《中國科學報》記者采訪時表示,技術的應用不僅會考慮技術的成熟度,還會考慮運營維護等問題。
「相較而言,超導磁懸浮的維護還是比較麻煩。所謂高溫超導也只是相對高溫,溫度還是很低的,在維護方面離實際應用相對較遠。而電磁懸浮技術之所以應用較廣,是因為在應用的可行性上已經得到了證實。」武學詩說。
采訪中,鄧自剛承認,目前高溫超導磁懸浮技術尚不夠成熟,在應用前還需要進行中試線研究。
「德國的電磁懸浮技術,從發明到實現商業化應用,用了66年。日本的低溫超導磁懸浮用了45年,我估計高溫超導磁懸浮要用30年左右。我們已經研究了16年,所以對於高溫超導磁懸浮來說,未來5到10年非常關鍵。」鄧自剛說。
鄧自剛表示,目前國際競爭非常激烈。2011年,德國建成了80米的高溫超導磁懸浮環形線,今年巴西即將建成200米的實驗線。「如果國家的支持和投入再不跟上,我國的高溫超導磁懸浮技術必定會被國外趕超。」
《中國科學報》 (2014-05-28 第4版 綜合) 所謂真空磁懸浮,就是在一個真空的鋼管裡面鋪設磁懸浮線路,然後讓列車在真空管道中跑。由於沒有了空氣阻力乘客不能逃生,真空磁懸浮時速可達3000—4000萬公里,能耗不到民航客機的二分之一,而噪音、廢氣排放接近於零。
中國專家張耀平與美國約翰·霍普金斯大學,均提出了真空磁懸浮方案。
通常情況下,民用飛機的空中巡航速度在每小時850公里左右,對於超過18000公里以上的旅行,乘坐飛機耗費的時間與經濟成本是比較高,並會因為排放污染環境。真空磁懸浮的提出就是為了競爭這個盈利。
中國西南交通大學的張耀平教授主持的「真空管道高速磁浮交通基礎研究項目編號50678152)」,2007年獲得了國家自然科學基金項目的支持。張耀平已經調入陝西省西京學院,專門組建了真空管道運輸研究所,正全力推進這一「運輸體系。
2014年5月7日,西南交通大學科研人員稱,現已搭建全球首個真空管道超高速磁懸浮列車原型試驗平台,希望通過建造真空環境,減少空氣對磁懸浮列車的阻力。
西南交通大學牽引動力國家重點實驗室超導技術研究所副教授鄧自剛在接受《中國科學報》記者采訪時表示,目前研製的高溫超導磁懸浮實驗線採用環形結構,以實現循環加速,線路總長45米,彎道半徑為6米,直線電機驅動段為3米。實驗車在載人情況下最高速度可達25公里/小時,低壓真空環境下為50公里/小時。
鄧自剛表示,這輛新實驗車被命名為「超級磁懸浮」,採用高溫超導磁懸浮車技術。超高速磁懸浮車主要是考慮到未來在真空管道中的超高速應用。25公里/小時的速度主要受實驗場地和線路所限,如果是長距離直線,且在低壓環境中,速度設計會高得多。不過,真空管道超導磁懸浮的應用要在高溫超導磁懸浮商業化之後才有可能。
《中國科學報》 (2014-05-28 第4版 綜合)

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