電磁懸浮裝置中線圈的作用

Ⅰ 磁懸浮列車的工作原理

懸浮列車是利用磁懸浮的原理實現懸浮的。

電磁懸浮系統是一種吸力懸浮系統，是結合在機車上的電磁鐵和導軌上的鐵磁軌道相互吸引產生懸浮。常導磁懸浮列車工作時，首先調整車輛下部的懸浮和導向電磁鐵的電磁吸力，與地面軌道兩側的繞組發生磁鐵反作用將列車浮起。

在車輛下部的導向電磁鐵與軌道磁鐵的反作用下，使車輪與軌道保持一定的側向距離，實現輪軌在水平方向和垂直方向的無接觸支撐和無接觸導向。車輛與行車軌道之間的懸浮間隙為10毫米，是通過一套高精度電子調整系統得以保證的。

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磁懸浮列車的驅動運用同步直線電動機的原理。車輛下部支撐電磁鐵線圈的作用就像是同步直線電動機的勵磁線圈，地面軌道內側的三相移動磁場驅動繞組起到電樞的作用，它就像同步直線電動機的長定子繞組。

從電動機的工作原理可以知道，當作為定子的電樞線圈有電時，由於電磁感應而推動電機的轉子轉動。同樣，當沿線布置的變電所向軌道內側的驅動繞組提供三相調頻調幅電力時，由於電磁感應作用承載系統連同列車一起就像電機的"轉子"一樣被推動做直線運動。從而在懸浮狀態下，列車可以完全實現非接觸的牽引和制動。

Ⅱ 磁懸浮原理

原理：1、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。2、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。3、磁鐵間會彼此作用，同極性相斥，異極性相吸。

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Ⅲ 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。

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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）。