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自动平衡式静态磁悬浮装置

发布时间:2021-02-20 09:39:33

1. 磁悬浮列车的磁悬浮列车的悬浮、制导及驱动方式

磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成。尽管可以使用与磁力无关的推进系统,但在目前的绝大部分设计中,这三部分的功能均由磁力来完成。 (1)磁浮有3个基本原理。第一个原理是当靠近金属的磁场改变,金属上的电子会移动,并且产生电流。第二个原理就是电流的磁效应。当电流在电线或一块金属中流动时,会产生磁场。通电的线圈就成了一块磁铁。磁浮的第三个原理我们就再熟悉不过了,磁铁间会彼此作用,同极性相斥,异极性相吸。现在看看磁浮是如何作用的:磁铁从一块金属的上方经过,金属上的电子因磁场改变而开始移动 (原理一)。电子形成回路,所以接着也产生了本身的磁场(原理二)。图 1 以最简单的方式来表达这个过程,移动中的磁铁使金属中出现一块假想的磁铁。 这块假想磁铁具有方向性,因是同极性相对,因此 会对原有的磁铁产生斥力。也就是说,如果原有的磁铁是北极在下,假想磁铁则是北极在上;反之亦然。因为磁铁的同极相斥(原理三),让磁铁在一块金属上方移动,结果会对移动中的磁铁产生一股往上推动的力量。如果磁铁移动得足够快,这个力量会大得足以克服向下的重力,举起移动中的磁铁。 所以当磁铁移动时,会使得自己浮在金属上方,并靠着本身电子移动产生的力量保持浮力。这个过程就是所谓的磁浮,这个原理可以适用在列车上。下面介绍常导磁吸式(EMS)和超导磁斥式 (EDS)列车的具体运行原理。
常导磁吸式(EMS) 利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁铁(悬浮电磁铁)和铺设在线路导轨上的磁铁,在磁场作用下产生的吸引力使车辆浮起,见图2所示。车辆和轨面之间的间隙与吸引力的大小成反比。为了保证这种悬浮的可靠性和列车运行的平稳,使直线电机有较高的功率,必须精确地控制电磁铁中的电流,使磁场保持稳定的强度和悬浮力,使车体与导轨之间保持大约10 mm的间隙。通常采用测量间隙用的气隙传感器来进行系统的反馈控制。这种悬浮方式不需要设置专用的着地支撑装置和辅助的着地车轮,对控制系统的要求也可以稍低一些。
超导磁斥式(EDS) 此种形式在车辆底部安装超导磁体(放在液态氦储存槽内),在轨道两侧铺设一系列铝环线圈。列车运行时,给车上线圈(超导磁体)通电流,产生强磁场,地上线圈(铝环)与之相切与车辆上超导磁体的磁场方向相反,两个磁场产生排斥力。当排斥力大于车辆重量时,车辆就浮起来。因此,超导磁斥式就是利用置于车辆上的超导磁体与铺设在轨道上的无源线圈之间的相对运动,来产生悬浮力将车体抬起来的。如图3所示。由于超导磁体的电阻为零,在运行中几乎不消耗能量,而且磁场强度很大。在超导体和导轨之间产生的强大排斥力,可使车辆浮起。当车辆向下位移时,超导磁体与悬浮线圈的间距减小电流增大, 使悬浮力增加,又使车辆自动恢复到原来的悬浮位置。这个间隙与速度的大小有关,一般到100km/h时车体才能悬浮。因此,必须在车辆上装设机械辅助支承装置,如辅助支持轮及相应的弹簧支承,以保证列车安全可靠地着地。控制系统应能实现起动和停车的精确控制。 磁悬浮列车利用电磁力的作用进行导向。现按常导磁吸式和超导磁斥式两种情况简述如下。
常导磁吸式的导向系统与悬浮系统类似,是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。车体与导向轨侧面之间保持一定间隙。当车辆左右偏移时,车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用,使车辆恢复到正常位置。控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制来保持这一侧向间隙,从而达到控制列车运行方向的目的。
超导磁斥式的导向系统可以采用以下 3 种方式构成: ①在车辆上安装机械导向装置实现列车导向。这种装置通常采用车辆上的侧向导向辅助轮, 使之与导向轨侧面相互作用(滚动摩擦)以产生复原力,这个力与列车沿曲线运行时产生的侧向力相平衡,从而使列车沿着导向轨中心线运行。②在车辆上安装专用的导向超导磁铁,使之与导向轨侧向的地面线圈和金属带产生磁斥力,该力与列车的侧向作用力相平衡,使列车保持正确的运行方向。这种导向方式避免了机械摩擦,只要控制侧向地面导向线圈中的电流,就可以使列车保持一定的侧向间隙。 ③利用磁力进行导引的“零磁通量”导向系铺设“8” 字形的封闭线圈。当列车上设置的超导磁体位于该线圈的对称中心线上时,线圈内的磁场为零;而当列车产生侧向位移时,“8”字形的线圈内磁场为零,并产生一个反作用力以平衡列车的侧向力,使列车回到线路中心线的位置。 ——美国圣迭戈:美国通用原子公司在圣迭戈建造了一条长120米的磁悬浮轨道,目的是为联合太平洋铁路公司将要在洛杉矶建造的一条8公里的运载线路提供测试。
——德国埃姆斯兰县:Transrapid拥有31.5公里的轨道,定期运行的速度最高达420公里每小时。
——日本JR磁浮:日本研发的超导体磁浮列车由东海旅客铁道(JR东海)和铁道总合技术研究所(JR总研)主导。首列实验列车JR-Maglev MLX01从1970年代开始研发,并且在山梨县建造了五节车厢的实验车和轨道。在2003年12月2日最高速达到581km/h(361 mph)。在2015年更创下了603/h的速度,创下有车厢车辆的陆地极速。
——美国联邦运输管理局(FTA)城市磁浮技术示范(UMTD)计划
——中国西南交通大学:2003 年,西南交大在四川成都青山磁悬浮列车线完工,该磁悬浮试验轨道长 420 米,主要针对观光游客, 票价低于出租轿车费。 ——日本东部丘陵线
——中国上海磁浮示范运营线
——韩国仁川机场磁悬浮线 ——美国佐治亚州:Powder Springs:AMT Test Track
——日本 :东京-名古屋-大阪 中央新干线
——中国长沙:长沙中低速磁浮线
——中国北京:S1 号线 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,(载人)
1973年:西德,TR04,250 km/h(载人)
1974年:西德,EET—01,230 km/h(无人)
1975年:西德,Komet,401.3 km/h(由蒸汽火箭推进,无人)
1978年:日本,HSST—01,307.8 km/h(由蒸汽火箭推进,日产汽车制造,无人)
1978年:日本,HSST—02,110 km/h(载人)
1979年12月12日:日本,ML—500R,504 km/h(无人)第一次突破500 km/h
1979年12月21日:日本,ML—500R,517 km/h(无人)
1987年:西德,TR—06,406 km/h(载人)
1987年:日本,MLU001,400. km/h(载人)
1988年:西德,TR—06,412.6 km/h(载人)
1989年:西德,TR—07,436 km/h(载人)
1993年:德国,TR—07,450 km/h(载人)
1994年:日本,MLU002N,431 km/h(无人)
1997年:日本,MLX01,531 km/h(载人)
1997年:日本,MLX01,550 km/h(无人)
1999年:日本,MLX01,548 km/h(无人)
1999年:日本,MLX01,552 km/h (载人/5辆编组) 吉尼斯世界纪录认可
2003年:中国,Transrapid SMT(德国提供技术所建设,第一条商业运行路线),501.5 km/h
2003年:日本,MLX01,581 km/h(载人/3辆编组)吉尼斯世界纪录认可
2015年: 日本,L0,590 km/h(载人/7辆编组)
2015年4月: 日本,L0,603 km/h(载人/7辆编组) 超导排斥型磁悬浮列车是利用超导磁铁和低温技术,来实现列车与线路之间悬浮运行,其悬浮间隙大小一般在100mm左右,这种磁悬浮列车低速时并不悬浮,当速度达到100 km/h 时才悬浮起来。它的最高运行速度可以达到1000km/h当,然其建造技术和成本要比常导吸引型磁悬浮列车高得多。
(2)按悬浮技术,磁悬浮列车按悬浮方式有电磁吸引式悬浮(EMS)和永磁力悬浮(PRS)及感应斥力悬浮(EDS)两种。 高速磁悬浮在全球的推广之路异常坎坷,但是,中低速磁悬浮线路却另辟蹊径,相关推广大有燎原之势。
第一个国家是日本。2005年3月6日建成名古屋市区通向爱知世博会会场的磁悬浮线路,全长约9公里,全程无人驾驶,最高时速为100公里。
第二个国家是韩国。韩国磁悬浮的发展过程经历了独立研发(1985年—1993年)、对外合作(1994年—1998年)和商业化尝试(1999年至今)3个阶段。2014年7月,韩国仁川国际机场至仁川龙游站磁悬浮线路投入运营,全长6.1公里,列车由韩国自主研发,无人驾驶,最高时速可达110公里。
中国是世界上第三个拥有中低速磁悬浮技术的国家。2000年之后,中国的中低速磁悬浮推广就有多种传言,包括北京八达岭线、成都青城山项目、北京东直门到首都机场线、沪杭磁悬浮线等,但都无疾而终。
奥运会之后,中国的中低速磁悬浮开始加速。2008年5月,唐山客车厂建成了一条1.547公里的中低速磁悬浮列车工程化试验示范线。2012年1月,中国南车株机公司研制的中低速磁悬浮列车下线,最高时速100公里,最大载客600人。
2014年5月16日,长沙高铁站至黄花国际机场磁悬浮工程开工建设,预计2015年年底建成,这是我国第一条完全自主研发的商业运营磁悬浮线。
2015年4月21日,北京中低速磁浮交通线路S1线暴力开工建设。
中国在实现高铁轮轨技术的快速发展,磁悬浮已经被废除。
目前有三种典型的磁悬浮技术:一种是德国发明的电磁悬浮技术,上海磁悬浮列车、长沙和北京在建的磁悬浮列车均应用此类技术;第二种是日本发明的低温超导磁悬浮技术,如日本在建的中央新干线磁浮线;第三种是高温超导磁悬浮,与低温超导磁悬浮的液氦冷却(零下269摄氏度)不同,高温超导磁悬浮采用液氮冷却(零下196摄氏度),工作温度得到了提高。
西南交通大学牵引动力国家重点实验室超导技术研究所副教授邓自刚在接受《中国科学报》记者采访时透露,2000年,西南交通大学超导技术研究所教授王家素和王素玉在世界上首先研制成功载人高温超导磁悬浮实验车。但因受经费限制,从2001年到2011年的10年时间里,高温超导磁悬浮几乎没有大的应用进展。
北控磁浮公司副总经理武学诗在接受《中国科学报》记者采访时表示,技术的应用不仅会考虑技术的成熟度,还会考虑运营维护等问题。
“相较而言,超导磁悬浮的维护还是比较麻烦。所谓高温超导也只是相对高温,温度还是很低的,在维护方面离实际应用相对较远。而电磁悬浮技术之所以应用较广,是因为在应用的可行性上已经得到了证实。”武学诗说。
采访中,邓自刚承认,目前高温超导磁悬浮技术尚不够成熟,在应用前还需要进行中试线研究。
“德国的电磁悬浮技术,从发明到实现商业化应用,用了66年。日本的低温超导磁悬浮用了45年,我估计高温超导磁悬浮要用30年左右。我们已经研究了16年,所以对于高温超导磁悬浮来说,未来5到10年非常关键。”邓自刚说。
邓自刚表示,目前国际竞争非常激烈。2011年,德国建成了80米的高温超导磁悬浮环形线,今年巴西即将建成200米的实验线。“如果国家的支持和投入再不跟上,我国的高温超导磁悬浮技术必定会被国外赶超。”
《中国科学报》 (2014-05-28 第4版 综合) 所谓真空磁悬浮,就是在一个真空的钢管里面铺设磁悬浮线路,然后让列车在真空管道中跑。由于没有了空气阻力乘客不能逃生,真空磁悬浮时速可达3000—4000万公里,能耗不到民航客机的二分之一,而噪音、废气排放接近于零。
中国专家张耀平与美国约翰·霍普金斯大学,均提出了真空磁悬浮方案。
通常情况下,民用飞机的空中巡航速度在每小时850公里左右,对于超过18000公里以上的旅行,乘坐飞机耗费的时间与经济成本是比较高,并会因为排放污染环境。真空磁悬浮的提出就是为了竞争这个盈利。
中国西南交通大学的张耀平教授主持的“真空管道高速磁浮交通基础研究项目编号50678152)”,2007年获得了国家自然科学基金项目的支持。张耀平已经调入陕西省西京学院,专门组建了真空管道运输研究所,正全力推进这一“运输体系。
2014年5月7日,西南交通大学科研人员称,现已搭建全球首个真空管道超高速磁悬浮列车原型试验平台,希望通过建造真空环境,减少空气对磁悬浮列车的阻力。
西南交通大学牵引动力国家重点实验室超导技术研究所副教授邓自刚在接受《中国科学报》记者采访时表示,目前研制的高温超导磁悬浮实验线采用环形结构,以实现循环加速,线路总长45米,弯道半径为6米,直线电机驱动段为3米。实验车在载人情况下最高速度可达25公里/小时,低压真空环境下为50公里/小时。
邓自刚表示,这辆新实验车被命名为“超级磁悬浮”,采用高温超导磁悬浮车技术。超高速磁悬浮车主要是考虑到未来在真空管道中的超高速应用。25公里/小时的速度主要受实验场地和线路所限,如果是长距离直线,且在低压环境中,速度设计会高得多。不过,真空管道超导磁悬浮的应用要在高温超导磁悬浮商业化之后才有可能。
《中国科学报》 (2014-05-28 第4版 综合)

2. 磁悬浮如何平衡

列车上有悬浮架的。四点支撑。肯定能平衡啊。两边也有导向装置。

3. 暖通上的动态平衡阀和静态平衡设计图上的符号分别是怎样的

太专业了吧,一般的是静态平衡阀,用于回水干管上面,图例标志是普通的闸阀标志下面有两竖线

4. 静态平衡阀的如何调试

静态平衡阀按设计抄支管流量袭进行设置,抬起锁定机构,将阀的顶部调节机构选择到设定流量,然后锁定机构即可。压差调节器按设计资用压力设置,将阀头上的弹簧机构的调节螺杆旋转到设定值即可。不同品牌的阀门调节方式差不多

5. 如何制作磁悬浮装置

两对磁铁,同性排斥的原理

6. 谁有磁悬系统控制这方面的资料

磁悬浮技术的概述
磁悬浮技术是起源于德国,早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申 磁悬浮列车原理示意图
请了磁悬浮列车的专利。1970年代以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。 利用磁力使物体处于无接触悬浮状态的设想是人类一个古老的梦,但实现起来并不容易。因为磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的典型的机电一体化技术(高新技术)。随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论及新型电磁材料的发展和转子动力学的进展,磁悬浮技术得到了长足的发展.. 目前(2009年)国内外研究的热点是磁悬浮轴承和磁悬浮列车,而应用最广泛的是磁悬浮轴承。它的无接触、无摩擦、使用寿命长、不用润滑以及高精度等特殊的优点引起世界各国科学界的特别关注,国内外学者和企业界人士都对其倾注了极大的兴趣和研究热情。
编辑本段空间电磁悬浮技术
随着航天事业的发展,模拟微重力环境下的空间悬浮技术已成为进行相关高科技研究的重要手段。目前的悬浮技术主要包括电磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、静电悬浮、粒子束悬浮等,其中电磁悬浮技术比较成熟。 电磁悬浮技术(electromagnetic levitation )简称EML技术。它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属球的悬浮。 磁悬浮列车工作示意图
将一个金属样品放置在通有高频电流的线圈上时,高频电磁场会在金属材料表面产生一高频涡流,这一高频涡流与外磁场相互作用,使金属样品受到一个洛沦兹力的作用。在合适的空间配制下,可使洛沦兹力的方向与重力方向相反,通过改变高频源的功率使电磁力与重力相等,即可实现电磁悬浮。一般通过线圈的交变电流频率为104—105Hz。 同时,金属上的涡流所产生的焦耳热可以使金属熔化,从而达到无容器熔炼金属的目的。目前,在空间材料的研究领域,EML技术在微重力、无容器环境下晶体生长、固化、成核及深过冷问题的研究中发挥了重要的作用。 目前世界上有三种类型的磁悬浮。一是以德国为代表的常导电式磁悬浮,二是以日本为代表的超导电动磁悬浮,这两种磁悬浮都需要用电力来产生磁悬浮动力。而第三种,就是中国的永磁悬浮,它利用特殊的永磁材料,不需要任何其他动力支持。
编辑本段历史
国际
20世纪60年代,世界上出现了3个载人的气垫车实验系统,它是最早对磁悬浮列车进行研究的系统。随着技术的发展,特别是固体电子学的出现,使原来十分庞大的控制设备变得十分轻巧,这就给磁悬浮列车技术提供了实现的可能。1969年,德国牵引机车公司的马法伊研制出小型磁悬浮列车系统模型,以后命名为TR01型,该车在1km轨道上时速达165km,这是磁悬浮列车发展的第一个里程碑。 在制造磁悬浮列车的角逐中,日本和德国是两大竞争对手。1994年2月24日,日本的电动悬浮式磁悬浮列车,在宫崎一段74km长的试验线上,创造了时速431km的日本最高记录。1999年4月日本研制的超导磁悬浮列车在实验线上达到时速552 km,德国经过20年的努力,技术上已趋成熟,已具有建造运营线路的水平。原计划在汉堡和柏林之间修建第一条时速为400 km的磁悬浮铁路,总长度为248 km,预计2003年正式投入营运,但由于资金计划问题,2002年宣布停止了这一计划。
中国
对磁悬浮列车的研究工作起步较迟,1989年3月,国防科技大学研制出中国第一台磁悬浮试验样车。1995年,中国第一条磁悬浮列车试验线在西南交通大学建成,并且成功进行了稳定悬浮、导向、驱动控制和载人运行等时速为300 km的试验。西南交通大学这条试验线的建成,标志中国已经掌握了制造磁悬浮列车的技术。
编辑本段中国的磁悬浮技术
2006年8月17日,“中华01号”永磁悬浮路车模型在大连举行的2006中国国际专利技术与产品交易会上亮相。该模型是大连3000米永磁悬浮试验线路的仿真微缩,专为城市之间的区域交通设计。列车在高架的磁轨上运行,设计时速230公里,既可货运,又可客运,适用于大都市圈的交通运输。据半岛晨报报道 只有在小说、科幻电影中才能见到的“空中悬浮”列车马上就要出现在大连人身边了。记者从昨日的专交会上了解到,3000米永磁悬浮试验线拟定年底在开发区建设。2006年8月17日上午,在大连世界博览广场举办的 运行中的磁悬浮列车
“2006年中国国际专利技术与产品交易会”上,“中华01号”1/10槽轨永磁悬浮微缩路-车格外引人注目。该车按照1/10比例微缩,几何尺寸按实车微缩;路桥结构、轨道结构、车辆结构与悬浮功能为仿真微缩。在技术人员的操作下,悬浮在槽轨上的微缩列车十分轻巧“跑”起来,启动、刹车十分灵活并且悄无声息。据了解,目前世界上有3种类型磁悬浮技术,即日本的超导电动磁悬浮、德国的常导电磁悬浮和中国的永磁悬浮。永磁悬浮技术是中国大连拥有核心及相关技术发明专利的原始创新技术。据技术人员介绍,日本和德国的磁悬浮列车在不通电的情况下,车体与槽轨是接触在一起的,而利用永磁悬浮技术制造出的磁悬浮列车在任何情况下,车体和轨道之间都是不接触的。中国永磁悬浮与国外磁悬浮相比有五大方面的优势:一是悬浮力强。二是经济性好。三是节能性强。四是安全性好。五是平衡性稳定。槽轨永磁悬浮是专为城市之间的区域交通设计的,列车在高架的槽轨上运行,设计时速230公里,既可客运,又可货运。大连磁谷科技研究所有限公司苏珣总经理告诉记者,3000米永磁悬浮列车线路预计在今年年底建设,地点拟定在开发区。2010年4月8日,中国首辆高速磁悬浮国产车在成都交付。该样车由中航工业成都飞机工业(集团)有限公司制造,标志着该企业已经具备了磁悬浮车辆国产化、整车集成和制造能力。该高速磁浮列车可以达到每小时500公里。中航工业成飞此次交付的车辆是参照德国转让技术,按照上海磁浮公司的改进方案要求研制的第一辆工程化样车,在上海编组成列后,投入上海示范线的商业营运,并有望在世博会期间投入使用。
编辑本段原理
磁悬浮技术的系统,是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成,其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上,转子受到一个向下的扰动,就会偏离其参考位置,这时传感器检测出转子偏离参考点的位移,作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号,然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流,控制电流在执行磁铁中产生磁力,从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此,不论转子受到向下或向上的扰动,转子始终能处于稳定的平衡状态。
编辑本段应用
国际上对磁悬浮轴承的研究工作也非常活跃。1988年召开了第一届国际磁悬浮轴承会议,此后每两年召开一次。1991年,美国航空航天管理局还召开了第一次磁悬浮技术在航天中应用的讨论会。现在,美国、法国、瑞士、日本和中国都在大力支持开展磁悬浮轴承的研究工作。国际上的这些努力,推动了磁悬浮轴承在工业上的广泛应用。 国内对磁悬浮轴承的研究工作起步较晚,尚处于实验室阶段,落后外国约20年。1986年,广州机床研究所与哈尔滨工业大学首先对“磁力轴承的开发及其在FMS中的应用”这一课题进行了研究。此后,清华大学、西安交通大学、天津大学、山东科技大学、南京航空航天大学等都在进行这方面的研究工作。 目前在工业上得到广泛应用的基本上都是传统的磁悬浮轴承(需要位置传感器的磁悬浮轴承),这种轴承需要5个或10个非接触式位置传感器来检测转子的位移。由于传感器的存在,使磁悬浮轴承系统的轴向尺寸变大、系统的动态性能降低,而且成本高、可靠性低。此外,由于传感器的价格较高,从而导致磁悬浮轴承的售价很高,大大限制了它在工业上的推广应用。 2009年8月,参观者在北京看磁悬浮列车轨道,北京城建设计研究总院的总工杨秀仁透露,北京正在做一条磁悬浮线的长期规划———通往门头沟的S1轨道线路正在筹划,计划采用中国自主研发的磁悬浮技术。而由北京控股磁悬浮技术发展有限公司和国防科技大学合作的中低速磁浮列车,是中国唯一具有完全自主知识产权的磁悬浮列车。
编辑本段前景
随着电子元件的集成化以及控制理论和转子动力学的发展,经过多年的研究工作,国内外对该项技术的研究都取得了很大的进展。但是不论是在理论还是在产品化的过程中,该项技术都存在很多的难题,其中磁悬浮列车的技术难题是悬浮与推进以及一套复杂的控制系统,它的实现需要运用电子技术、电磁器件、直线电机、机械结构、计算机、材料以及系统分析等方面的高技术成果。需要攻关的是组成系统的技术和实现工程化。 磁悬浮轴承面向电力工程的应用也具有广阔的前景,根据磁悬浮轴承的原理,研制大功率的磁悬浮轴承和飞轮储能系统以减少调峰时机组启停次数;进行以磁悬浮轴承系统为基础的振动控制理论的研究,将其应用于汽轮机转子的振动和故障分析中;通过调整磁悬浮轴承的刚度来改变汽轮机转子结构设计的思想,从而改善转子运行的动态特性,避免共振,提高机组运行的可靠性等,这些都将为解决电力工程中的技术难题提供崭新的思路。
编辑本段磁悬浮和电悬浮
磁悬浮和电悬浮的作用是利用磁场力或电场力使一物体沿着或绕着某一基准框架的一个轴或几个轴保持固定位置。这种悬浮通常是静态不稳定的。稳定可以通过如下两种办法来实现,一是连续地或断续地测量物体的位置,通过伺服装置迅速地控制力场,使物体相对其要求位置的缩移不超过允许的范围,二是通过调整激磁电路本身的参数。伺服控制悬浮叫做有源悬浮,而由调整其激磁电路参数来实现固有稳定的悬浮叫做无源悬浮(无源磁悬浮)。 对于有源悬浮(有源磁悬浮),测量物体位置的方法很多,诸如各种电气或机械探铡器,电桥网络中电参数或磁参数的变化、光束或其它方法。为了提高无源悬浮的刚度,或者,因为无源悬浮仅在偏离要求位置的一定范围内是稳定的,可以将伺服控制叠加在无源悬浮上。永磁悬浮至少可以沿一个轴以推斥方式稳定,因而是无源悬浮,但是本书中将不讨论这种悬浮。不管是无源悬浮还是有源悬浮,韶可能出现振荡,这种振荡根据情况,可以采用伺服装置,机械阻尼,电磁阻尼肚夏参数调态等方法来控制。
编辑本段磁悬浮列车
磁悬浮列车概述
利用“同性相斥,异性相吸”的原理,让磁铁具有抗拒地心引力的能力,使车体完全脱离轨道,悬浮在距离轨道约1厘米处,腾空行驶,创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车,建成后,从浦东龙阳路站到浦东国际机场,三十多公里只需6~7分钟。 中华6号悬磁浮列车
上海磁悬浮列车是“常导磁斥型”(简称“常导型”)磁悬浮列车。是利用“同性相斥”原理设计,是一种排斥力悬浮系统,利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁,和铺设在轨道上的磁铁,在磁场作用下产生的排斥力使车辆浮起来。就是说,轨道产生磁力的排斥力与列车的重力在一个相应平衡的数据时,列车就会悬浮起来。 列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁,在“工”字轨的上方和上臂部分的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轨道间保持1厘米的间隙,让转向架和列车间的排斥力与列车重力相互平衡,利用磁铁排斥力将列车浮起1厘米左右,使列车悬浮在轨道上运行。这必须精确控制电磁铁的电流。 悬浮列车的驱动和同步直线电动机原理一模一样。通俗说,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变成电磁体,由于它与列车上的电磁体的相互作用,使列车开动。讲得更通俗直白一点,相当于电动机转子和定子之间的旋转运动变成了磁悬浮列车和轨道之间的直线运功。磁悬浮列车相当于电动机的转子,而轨道相当于电动机的定子。 列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引,同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时,线圈里流动的电流方向就反过来,即原来的S极变成N极,N极变成S极。周而复始,列车就向前奔驰。 稳定性由导向系统来控制。“常导型磁斥式”导向系统,是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时,列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用,产生排斥力,使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时,控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制,达到控制运行目的。 “常导型”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼 肯佩尔于1922年提出。 “常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”布置在列车上,将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”,“定子”间的相互作用,将电能转化为前进的动能。我们知道,电动机的“定子”通电时,通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时,通过电磁感应作用,列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。 上海磁悬浮列车时速430公里,一个供电区内只能允许一辆列车运行,轨道两侧25米处有隔离网,上下两侧也有防护设备。转弯处半径达8000米,肉眼观察几乎是一条直线;最小的半径也达1300米。乘客不会有不适感。轨道全线两边50米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。上海线路将最终延伸到杭州。并且直接为世博会服务。
磁悬浮列车优点
磁悬浮列车有许多优点:列车在铁轨上方悬浮运行,铁轨与车辆不接触,不但运行速度快,能超过500 千米/小时,而且运行平稳、舒适,易于实现自动控制;无噪音,不排出有害的废气,有利于环境保护;可节省建设经费;运营、维护和耗能费用低。它是21 世纪理想的超级特别快车,世界各国都十分重视发展磁悬浮列车。目前,中国和日本、德国、英、美等国都在积极研究这种车。日本的超导磁悬浮列车已经过载人试验,即将进入实用阶段,运行时速可达500 千米以上。 到目前可以讲,磁悬浮列车轨道技术在中国,磁悬浮列车技术仍在德国,引进产品是引进不来技术的。中国的轮轨铁路技术有近百年的历史,形成了专门从事机车设计、科研创新的产业大军,拥有数十年设计、制造、运营、维修配套的四十多万人的产业链。磁悬浮技术掌握在少数专家、教授手中,是不具备应用条件的。磁悬浮列车需要高架,高架梁的挠度必须小于1毫米,因此,高架桥跨一般要小于25米,桥墩基础要深30米以上。因此,在上海到杭州的地面上要形成一道200多公里的挡墙。此外,由于运行动力学的影响,轨道两侧各100米内是不允许有其他建筑物的。修建沪杭磁悬浮,占地多,对环境影响比较大。
磁悬浮列车缺点
2006年,德国磁悬浮控制列车在试运行途中与一辆维修车相撞,报道称车上共29人,当场死亡23人,实际死亡25人,4人重伤。这说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力不可靠,不如轮轨列车。在陆地上的交通工具没有轮子是很危险的。要克服很大的惯性,只有通过轮子与轨道的制动力来克服。磁悬浮列车没有轮子,如果突然停电,靠滑动摩擦是很危险的。此外,磁悬浮列车又是高架的,发生事故时在5米高处救援很困难,没有轮子,拖出事故现场困难;若区间停电,其他车辆、吊机也很难靠近。
编辑本段上海磁悬浮
上海磁悬浮列车设计时速431公里/小时,实际时速约380公里/小时,转弯处半径达8000米,上海磁悬浮列车肉眼观察几乎是一条直线,最小的半径也达1300米。乘客不会有不适感。轨道全线两边50米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。磁悬浮列车的车窗是减速玻璃,乘客可以更好的观赏窗外的风景。减速玻璃在与车体接触的边缘处有弧度变形,正因为这个弧度可以使车外景物在透过弧度时发生变形,从而影响车内乘客的视觉,产生减速的效果。并且在挡风玻璃边缘都有渐淡的点状黑色装饰边,同样也起到一定效果。 上海磁悬浮列车是世界上第一段投入商业运行的高速磁悬浮列车,设计最高运行速度为每小时430公里,仅次于飞机的飞行时速。 磁悬浮列车上装有电磁体,铁路底部则安装线圈。通电后,地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同,两者“同性相斥”,排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧上海磁悬浮列车也装有线圈,交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用,使列车前进。列车头的电磁体(N极)被轨道上靠前一点的电磁体(S极)所吸引,同时被轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥——结果是一“推”一“拉”。磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙(一般为1—10cm),因此运行安全、平稳舒适、无噪声,可以实现全自动化运行。磁悬浮列车的使用寿命可达35年,而普通轮轨列车只有20—25年。磁悬浮列车路轨的寿命是80年,普通路轨只有60年。此外,磁悬浮列车启动后39秒内即达到最高速度。目前的最高时速是日本磁浮火车在2003年达到的581公里/小时。据德国科学家预测,到2014年,磁悬浮列车采用新技术后,时速将达1000公里。而目前中国的轮轨列车运营速度最高时速为486公里 (法国 TGV 电气火车最高时速在2007年的测试中达到过574.8公里/小时)。
编辑本段磁悬浮潜水电泵
磁悬浮潜水电泵是经多年实践研制而成的专利产品,它实现了世界潜水电泵领域重大突破,有效解决了传统潜水电泵的种种弊端:如转换效率偏低、耗电过高、扬程受限、轴承易损、检修频繁等。广泛应用于工矿企业的供排水、农田灌溉及高原、山区供水等领域。 磁悬浮潜水电泵是世界首创的专利技术产品,它以独有的专利技术改变了潜水电泵的制造工艺,转换效率达到令人震惊的新水平,创造了巨大节能降耗效益。 磁悬浮潜水电泵解决了制约世界潜水电泵领域发展的轴向力问题,潜水电泵的扬程有了突破性提高,填补了超高扬程(单机扬程设计到上千米)和超大流量(高承载)潜水电泵的市场空白;扬程、流量曲线趋于平缓。其转换效率、单机最高扬程均居世界领先地位。 磁悬浮潜水电泵是新一代潜水电泵,它实现了立轴磁悬浮(在不同工况下保持高效率)、不磨损,使用时间及检修周期延长数倍,省去频繁的定期检修工作,可连续运转数万小时,节省维修、检修费用。 磁悬浮潜水电泵通过了国家级试验室、山东省泵类产品质量检测中心检测。试验数据证明,磁悬浮潜水电泵的转换效率超过传统潜水电泵,用户使用情况结合实验数据及领域内对比,进一步证明其高效节能、转换效率世界领先、单机扬程世界领先及高承载、超大流量、免检修、长寿命等特点!
编辑本段磁悬浮鼓风机
磁悬浮离心式鼓风机是风机的一种,它是将磁悬浮技术和高速电机技术融入传统风机之中所形成的一种高效、节能、环保的新型鼓风机,广泛应用于工厂、矿井、隧道等的通风;城市污水处理;风洞风源等工业项目中。
磁悬浮轴承部分的主要功能是实现转轴的悬浮。它通过内置的径向传感器和轴向传感器检测转轴的位移信号,将得到信号送入磁悬浮轴承控制器进行调 理、运算和放大得到控制电流,再将该控制电流输入径向磁轴承和轴向磁轴承,通过电流产生磁场,又由磁场产生吸力,从而实现转轴的悬浮。 高速电机部分的主要功能是驱动转轴的旋转。它通过变频电源产生频率可控的交变电流,将此交变电流输入电机定子产生交变的磁场,带动转轴高速旋转。 风机部分的主要功能是实现鼓风。随转轴一同做高速旋转的叶轮带动空气从涡壳的进气口进入,空气在涡壳的导向与增压作用下成为具有一定流速与压 力的气体,最后从涡壳的出气口鼓出,这就实现了风机的鼓风。

7. 磁浮式列车的结构

很早以前,人们就希望列车能与轨道脱离接触,以解除轮轨车辆的振动与磨损带来的烦恼。早在1864年,法国就开展了气垫车的研制工作,通过压缩空气使车体与地面脱离接触。1869年法国巴黎试验了世界上第一个气垫车。20世纪60年代,这种研究形成高潮,世界上出现了三个载人的气垫车实验系统。随着技术的进展,特别是固体电子学的出现,使原来十分庞大的控制设备变得十分轻巧,这就给磁悬浮列车技术提供了实现的可能。1969年,德国牵引机车公司(Locomotive Company)的马法伊(Krauss Maffei)研制出小型磁浮列车系统模型,以后命名为 TR01型。1972年又研制成 TR02型,该车在 l公里轨道上时速达165公里,这是磁悬浮列车发展的第一个里程碑。1973年,马法伊还研制成气垫车(命名为TR03)。与磁浮列车相比,气垫车的技术要复杂得多。此后德国放弃了发展气垫车的计划,而着眼发展磁悬浮列车(以下简称磁浮列车)。
悬浮与推进的各种方式
磁浮列车从原理上可分为两种。一种是电磁型(EMS,Electro Magnetic System),也称吸力型、常导型。另一种是电动型(EDS,Electrodynamic System),也称斥力型、超导型。
电磁型列车在车体内装有电磁铁,路轨为一导磁体。电磁铁绕组中电流的大小根据间隙传感器的信号进行调节,使车体与路轨间保持一定距离。悬浮力的大小与车速无关,任何车速时均能保持稳定的悬浮力。悬浮气隙较小,约 l厘米。出于安全考虑,设有应急备用车轮。车身前进的动力由直线感应电机或直线同步电机提供(也可用喷气推进)。它的悬浮和推进系统消耗的功率很小,一般为 l千瓦/吨。结构、材料简单,但车体较重。
电动型列车在车体内安装有超导线圈,轨道上分布有按一定规则排列的短路铝环。当超导线圈内通电时就产生强磁场,在列车以一定速度前进时,该强磁场就在路轨的铝环内产生感应电流,两者相互排斥而产生上浮力。速度愈大这个排斥力就愈大,当速度超过一定值(时速80公里以上)时,列车就脱离路轨表面,最大距离可达数十厘米以上。其悬浮是自稳定的,无须加任何主动控制;由于采用大气隙悬浮,即使车体有稍许不平衡,或车体与轨道有些许对不准,或轨道上有冰雪之类杂物,均不会影响列车运行的安全性。采用超导线圈虽可减轻线圈结构的重量,但却要增设超导所需的致冷系统,致冷电源也增加了功耗。这种结构的磁场若不加屏蔽,会增加环境的电磁污染。在低速行驶时,列车还需轮轨系统支撑,侧向稳定也要另加控制设备。
除电磁型、电动型之外,还有永磁式半悬浮型、推力与悬浮结合型的磁浮列车。
磁浮列车的驱动方式主要有直线感应电机(LIM),直线同步电机(LSM),以及直线磁阻电机(LRM)和 Z宇型单极直线同步电机。后两者很少采用。
直线感应电机也称短定子直线感应电机,主要用在日本的 HSST系列。它的初级绕组装在车体上,定子由硅钢片选成,横向开有许多齿槽,用于安放电机绕组。次级采用低碳钢实心结构,架设在轨枕上,其上附设一层次级导体(5毫米厚的铝板)。当初级绕组加上三相交流电之后,在气隙空间形成一个平移磁场,该磁场切割次级导体,在导体中产生感应电流。该感应电流形成的磁场与初级绕组形成的平移磁场方向相反,从而在路轨与车体之间产生电磁推力。这种电机的速度低于同步速度,一般用于中速(100~200公里/时)磁浮列车。
直线同步电机也称长定子直线感应电机,主要用在德国的 TR系列和日本的 MLU系列。其初级绕组沿轨道铺设,故称长定子,定子线构与短定子类似。次级安装在车体上,为水磁体或直流绕组,在气隙空间建立起一个恒定的直流磁场。当初级绕组加上三相交流电后,与次级的直流磁场间产生电磁推力。这种电机的速度等于同步速度,一般用于高速(400~500公里/时)磁浮系统。这种电机需沿轨道铺设大量导电线圈,并沿线建立许多变电站,用于区间供电。
磁浮列车的优点
由于实现了磁悬浮,车身与轨道脱离接触,因而产生一系列优点。
(l)速度快。轮轨式列车点接触压力的典型数据是48.3兆帕。而磁浮列车是大面积悬浮支撑,单位面积受力的典型数据是6.9~34.5千帕。普通列车的速度主要是受限于轮轨间的粘性力,而磁浮列车的速度则受限于空气阻力。下面列出各类交通工具速度的典型数据。
高速列车 磁浮EMS 磁浮EDS 汽车 飞机
平均速度(公里/时) 210 380 448 95 485
运行速度(公里/时) 260 400 480 110 852
由上可见,磁浮列车是陆上最快的交通工具,其速度仅次于飞机。
(2)乘坐平稳舒适、噪音低。凡是在西德和日本乘坐过磁浮列车的人,都异口同声的称赞乘坐平稳舒适。这是因为车身与轨道之间无接触,轨道不平度的影响可通过控制系统被滤除。下面列出各种地面交通工具噪声情况。
高速列车 磁浮列车 汽车
100(公里/时)82分贝 67分贝 76分贝
250(公里/时)92分贝 82分贝
磁悬浮列车的噪声属于低水平噪声。
(3)占地面积小。磁浮列车路轨占地面积与普通列车相近,比高速公路占地面积要小得多。每公里的占地面积,六车道高速公路为4.28万平方米,四车道的为2.86万平方米;而单向磁浮路轨仅为1.43万平方米,若是高架路轨,则几乎不占地面。此外,磁浮列车爬坡能力强,可达10%,转弯半径比普通列车小,例如 TRO6轨道时速216公里的曲率半径为1000米,可适应修建磁浮路轨的地段多,因而可减少隧道和山谷桥架等建筑费用。
(4)能耗较低。据加拿大的一项研究,按行驶6O0公里左右核算,各种交通工具的能耗指标(瓦特·时/坐位·公里)数据如下。
高速火车 磁浮EMS 磁浮EDS 汽车 飞机
35.4 73.1 136 144 352
这里未考虑速度,单看能耗,似乎磁浮列车要比普通列车大,如果计及速度因素,考虑在不同速度下的功能指标,结论就不一样了。当时速达220公里左右时,普通列车与磁浮列车的功耗基本上一致。再提高时速,磁浮列车的优越性就明显了,而普通列车已无法达到。
(5)安全可靠。磁浮列车(EMS型)悬浮高度大约 l厘米左右,万一悬浮系统失效,应急车轮能支撑列车继续行进。另外,磁浮列车车体两侧像钳子一样卡住路轨,不易出轨,比普通列车安全。
(6)寿命长、维修费用低。这是显而易见的。
从综合效益考虑,磁浮列车是很有前途的一种交通工具。
德、日、美等国的研制概况
在世界上,重视磁浮列车研制并形成自己研制系列的国家是德国和日本。
德国是最早开始研究磁浮列车技术的国家,其研究主要集中在 EMS型磁浮列车技术上, 目前在技术上占有优势。它的 EMS型磁浮列车发展计划称为 TRASPAID,相应的车型均用 TR加编号命名。世界上第一台 EMS型磁浮样车诞生在德国,它是1969年德国马法伊研制的模型车 TR0l。世界上第一台有载人能力的磁浮列车也诞生在德国,即1971年由德国航空公司(MBB)研制成功的全尺寸7吨车,有人也把它称为 TRO2(一般 TRO2是指马法伊1971年研制的12吨车,时速164公里)。 目前 TR系列已发展到 TRO7(其中TRO3是气垫车), TRO4以前的曾用火箭推进,从 TRO5开始改用直线同步电机驱动。TRO5轨长 l公里,最高时速90公里,载乘70人,1974年在汉堡国际博览会上展出,历时3周,载客4万余人次,未发生任何故障。
此后,德国实施TVE计划,建造 TRO6和拉腾镇的爱姆斯朗(Emsland)试验场,以试验列车的转弯、爬坡、行进速度等功能。试验场的环形轨道长31.5公里,倾角1.2度,坡度10%,设有高4.7米,跨度25米的高架路轨和三个道岔的试验线。起动时间约1分钟,时速200公里,全程运行时间12分钟,最高时速412.6公里,1690米弯道运行时速256公里。
后又建造 TRO7,它是 TRO6的改进型,1988年投入试运行。到1989年底,包括商业运行在内共试运行1.2万公里,软硬件耐久试验达5万小时,在隧道进行了各种雷击试验。
在 EMS型磁浮列车技术已成熟的基础上,德国还计划实施汉堡至柏林的磁浮线路工程。1996年正式动工,2001年交付使用。线路全长287公里,设计时速500公里,全程运行时间53分钟。每列车由4节车厢组成,共332个座位,每10分钟发 l列车,全天运行95列车。
德国西门子公司也曾发展过 EDS型磁浮列车技术,并在1976年获得时速12O公里的结果。由于其在能耗指标、强磁污染、发展风险等方面,都明显不如 EMS型,自1979年起,德国终止了 EDS型的研究。德国快速运输试验公司的试验专务理事布勒富克(F. Blefuk)说:"我们在1977年之前曾就超导和常导两种方式进行了研究,两种方式的优缺点的综合对比分析结果表明,常导方式更合适。"德国研制EDS型的有关技术已用于其他方面,如核磁共振技术、直线同步电机等。
日本地少人多,历来重视铁路技术的发展。日本航空公司(JAL)1974年开始 EMS型磁浮列车的设计研究工作,先后研制出HSST-01、02、O3等型号。HSST-03于1985年和1986年分别在日本筑波和加拿大温哥华展出,共进行349天载人运行。在 HSST-03的基础上改进, JAL又建造了 HSST-04和 HSST-05,运行可*性分别达到96.2%和99.8%。HSST系列均属 EMS型,在低速下(比如时速100公里)行驶,噪声很低,很适于作市内交通工具。
日本国有铁路(JNR)则致力于 EDS型研制,于60年代中期就起步研究。1972年研制成的 ML100是世界上第一台 EDS型磁浮列车。1979年又研制成功 ML5O0,时速517公里,是陆面交通工具移动速度的世界纪录。若在东京与成田机场架设这样的线路,单程仅需10分钟,由东京到大贩也仅需 l小时。日本很重视 EDS型技术的开发,并把它与高温超导材料的研究联系在一起,以求更快发展。
英国是最早进行磁浮列车商业运营的国家,连接伯明翰车站与机场的900米运行线1984年投入运营,采用 EMS型,时速48公里,尚在使用,但研究进展不大。
美国地广人稀,公路网和空中航线四通八达,长期忽视铁路发展。进入9O年代后,美国科技界、工业界对磁浮列车技术表现出十分浓厚的兴趣,大有急起直追之势。1993年5月,第12届国际磁浮列车会议在美国举行。美国国会拟定拨款7.25亿美元支持磁浮列车技术的发展,美国政府也成立 NMI组织(NationalMaglev Initiative),拟分四个阶段发展此项技术。现已进行系统概念定义(SCD)研究。 SCD方案中,三个为 EDS型,一个为 EMS型。EMS型的悬浮与推进系统原理上与德国的TRASPAID类似,但采用超导型的概念(追求技术新),悬浮间隙为4厘米(德国为 l厘米),时速超过500公里(追求速度快)。1993年7月开始概念设计,1995年进入工程实验阶段,1997年7月以后开始第四阶段,建造应用线路。
由上可见,尽管磁浮列车有明显的优点,但由于各国情况不同,所以对它的重视程度和发展路线也各不相同。除上述国家外,法国、锻国、韩国也都有研究计划。考虑到劳动力价格愈来愈高,往返时间将成为商品生产中非常关键的因素。在未来的市区至机场、市中心至卫星城之间的短程交通(50公里以内),城市间的中程交通(50~100公里),作为交通走廊的远程交通(lO0~100O公里)中,磁浮列车都是有竞争力的。
最初,发展磁浮列车技术就是追求高速。当时, HSST-01的目标就是为时速超过300公里提供技术,即使电机推不上去,也要用火箭推上去。但发展至今,由于 HSST系列结构简单、噪声低、研制周期短、轨道造价低,对于城区、城郊的公共交通有明显的优越性,人们反而对它的中低速(时速在200公里以内)性能感兴趣。
磁浮列车技术在中国前景广阔
中国幅员辽阔,人口众多,经济正处起飞阶段,交通问题十分紧迫。
就陆路交通而言,中国可耕地面积仅占国土面积的17%,可耕地十分宝贵,因此不宜大量发展占地面积大的交通设施。据统计,津塘高速公路每公里占地8.1万平方米,而铁路每公里仅占地1.63万平方米,普通路基的磁浮列车占地与铁路相当,而高架的磁浮列车占地要少得多,即使是双轨的,占地面积也仅为高速公路的5%。可耕地宝贵是中国一项重要的基本国情,由此出发,中国应优先发展铁路。
据1989年统计,中国铁路总长5.26万公里,人均铁路拥有量在世界上排在100位之后,按国土面积平均排在世界70位之后,然而所完成的客货周转量却居世界第3位,几乎与美国总长30万公里的铁路所完成的相等。中国铁路主要干线的货运只能满足社会需求量的50%~70%,客车超员高达50%~100%。因此,中国再造10倍以上的铁路也不为过。磁浮列车作为一种采用高技术的铁路运输工具,其单位能耗不仅比飞机、汽车低,与其他铁路运输工具相比,也是最低的。它的造价也只略高于电气化铁路。在中国铁路发展的广阔天地中,磁浮列车技术有自己的用武之地。
经济的起飞带来城市的繁荣,在人口集中的大城市,市内公共交通以及市区与城郊的交通问题变得更为严峻。中国的城市轨道列车,全国总计也不足50公里。修建地下铁路,造价昂贵,按中国的国力,近期不可能大规模发展。修建中低速的高架磁浮列车,造价要合理得多,而且噪声小,占地面积小,是解决城市交通问题的理想方案。
因此,磁浮列车技术的研究在中国也受到充分重视。自80年代初开始磁悬浮运行技术的探讨和基础研究,其中包括悬浮控制技术研究、小型磁浮模型车和模型装置的研制和理论分析,以及18吨载人磁浮列车方案设计等。中国第一台磁浮列车原理模型诞生于1989年,该车属 EMS型,类似日本的 HSST结构,车体重80千克,由 LIM系统推进,运行速度可达10米/秒,曾在长沙、北京展出多次。现在,磁浮列车技术的研究已列入国家八五科技攻关项目,重点发展 EMS型,初步决定建立磁浮试验线路。在资金和价格合理的条件下,还考虑引进国外较为成熟的关键技术,以促进磁浮列车技术在中国的发展。
磁浮列车的核心技术是悬浮与推进,并需要一套复杂的自动控制系统。它的实现需要运用电子技术、电磁器件、直线电机、机械结构、计算机、材料以及系统分析等方面的高技术成果,因而国际上把磁浮列车列为高技术产品。但对于已比较成熟的 EMS型磁浮列车来说,它是高技术产品,却并非高价产品。它所依据的基础技术均属已成熟的技术,也不需要等待某一项技术的突破或某种特殊材料与器件的出现,所有材料与器件都是国内市场上可买到的商品。需要攻关的关键是组成系统的技术和实现工程化。可以相信,一旦磁浮列车在中国某地的交通网络中出现,让人们实际体验到它的优越性,它在中国大地上的发展将是无可限量的。

8. 平衡球磁力悬浮永动机是什么

磁力永动机,是磁动机的别称。其工作原理是由永久磁铁南(S)北(N)两磁极的同名版相斥或异名相吸原理所权引发的机械运动。但磁动机也是建立在能量守恒理论上的,并没有脱离物理定律。该类型永动机并不是可以永久运动下去的机器,只是相对其他不可能实现的永动机来说,其产生的做功更持久。
永磁能可以做功,当然可以制作动力机器,只是磁力永动机即磁动机并不是真实意义上的永动机。因为只有创造能量的机器才是永动机,转换能量的机器并不是永动机。

9. 静态平衡阀原理图

静态平衡阀亦称平衡阀、手动平衡阀、数字锁定平衡阀、双位调节阀等,它是通过改变阀芯与阀座的间隙(开度),来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到热平衡的作用。
动态流量平衡阀亦称:自力式流量控制阀、自力式平衡阀、定流量阀、自动平衡阀等,它是跟据系统工况(压差)变动而自动变化阻力系数,在一定的压差范围内,可以有效地控制通过的流量保持一个常值,即当阀门前后的压差增大时,通过阀门的自动关小的动作能够保持流量不增大,反之,当压差减小时,阀门自动开大,流量仍照保持恒定,但是,当压差小于或大于阀门的正常工作范围时,它毕竟不能提供额外的压头,此时阀门打到全开或全关位置流量仍然比设定流量低或高不能控制。
静态平衡阀操作复杂,调节时需配备智能仪表,即使有专业的技术人员用户流量的藕合现象也很难使用户达到平衡状态。利用阀门KV值及阀门曲线来确定阀门开度的方静态平衡阀是常用的老水力平衡产品,它适合以热源为主变流量的系统。调节时各用户间流量相互藕合作用,真正的把庞大的热用户调节平衡是很难实现的。
动态平衡阀是使末端流量不会因为管网压力波动受影响,适用于异程管路,变流量水系统 。

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