磁懸浮列車

【“常導型”】 [編輯本段]

世界第一條磁懸浮列車示范運營線——上海磁懸浮列車，建成后，從浦東龍陽路站到浦東國際機場，三十多公里只需8分鐘。上海磁懸浮列車是“常導磁吸型”（簡稱“常導型”）磁懸浮列車。是利用“異性相吸”原理設計，是一種吸力懸浮系統(tǒng)，利用安裝在列車兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的懸浮電磁鐵，和鋪設在軌道上的磁鐵，在磁場作用下產(chǎn)生的吸力使車輛浮起來。

列車底部及兩側(cè)轉(zhuǎn)向架的頂部安裝電磁鐵，在“工”字軌的上方和上臂部分的下方分別設反作用板和感應鋼板，控制電磁鐵的電流使電磁鐵和軌道間保持1厘米的間隙，讓轉(zhuǎn)向架和列車間的排斥力與列車重力相互平衡，利用磁鐵排斥力將列車浮起1厘米左右，使列車懸浮在軌道上運行。這必須精確控制電磁鐵的電流。

懸浮列車的驅(qū)動和同步直線電動機原理一模一樣。通俗說，在位于軌道兩側(cè)的線圈里流動的交流電，能將線圈變成電磁體，由于它與列車上的電磁體的相互作用，使列車開動。

列車頭部的電磁體N極被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體S極所吸引，同時又被安裝在軌道上稍后一點的電磁體N極所排斥。列車前進時，線圈里流動的電流方向就反過來，即原來的S極變成N極，N極變成S極。循環(huán)交替，列車就向前奔馳。

穩(wěn)定性由導向系統(tǒng)來控制。“常導型磁吸式”導向系統(tǒng)，是在列車側(cè)面安裝一組專門用于導向的電磁鐵。列車發(fā)生左右偏移時，列車上的導向電磁鐵與導向軌的側(cè)面相互作用，產(chǎn)生排斥力，使車輛恢復正常位置。列車如運行在曲線或坡道上時，控制系統(tǒng)通過對導向磁鐵中的電流進行控制，達到控制運行目的。

“常導型”磁懸浮列車的構(gòu)想由德國工程師赫爾曼·肯佩爾于1922年提出。

"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(zhuǎn)子”布置在列車上，將電動機的“定子”鋪設在軌道上。通過“轉(zhuǎn)子”，“定子”間的相互作用，將電能轉(zhuǎn)化為前進的動能。我們知道，電動機的“定子”通電時，通過電磁感應就可以推動“轉(zhuǎn)子”轉(zhuǎn)動。當向軌道這個“定子”輸電時，通過電磁感應作用，列車就像電動機的“轉(zhuǎn)子”一樣被推動著做直線運動。

上海磁懸浮列車時速430公里，一個供電區(qū)內(nèi)只能允許一輛列車運行，軌道兩側(cè)25米處有隔離網(wǎng)，上下兩側(cè)也有防護設備。轉(zhuǎn)彎處半徑達8000米，肉眼觀察幾乎是一條直線；最小的半徑也達1300米。乘客不會有不適感。軌道全線兩邊50米范圍內(nèi)裝有目前國際上最先進的隔離裝置。

上海磁懸浮列車專線西起上海軌道交通2號線的龍陽路站，東至上海浦東國際機場，專線全長29．863公里。由中德兩國合作開發(fā)的世界第一條磁懸浮商運線2001年3月1日在浦東挖下第一鏟，2002年12月31日全線試運行，2003年1月4日正式開始商業(yè)運營。是世界第一條商業(yè)運營的磁懸浮專線。
這列當今世界上最酷的列車，帶車頭的車廂長27.196米，寬3.7米。中間的車廂長24.768米，14分鐘內(nèi)能在上海市區(qū)和浦東機場之間打個來回。置身其中，您將親身體驗到這架“陸地客機”所帶來的奇異感受。

它是21 世紀理想的超級特別快車，世界各國都十分重視發(fā)展磁懸浮列車。目前，中國和日本、德國、英國、美國都在積極研究這種車。日本的超導磁懸浮列車已經(jīng)過載人試驗，即將進入實用階段，運行時速可達500 千米以上。

【中國國產(chǎn)磁懸浮列車】 [編輯本段]

西南交通大學在2000年研制的世界第一輛載人高溫超導磁懸浮列車“世紀號”以及后來研制的載人常溫常導磁懸浮列車“未來號”等受到胡錦濤、江澤民等黨和國家領導人的高度關注和充分肯定。據(jù)介紹，早在1994年，西南交大就研制成功中國第一輛可載人常導低速磁浮列車，但那是在完全理想的實驗室條件下運行成功的。

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，主要針對觀光游客，票價低于出租車費。懸浮列車的原理并不深奧。它是運用磁鐵“同性相斥，異性相吸”的性質(zhì)，使磁鐵具有抗拒地心引力的能力，即“磁性懸浮”�？茖W家將“磁性懸浮”這種原理運用在鐵路運輸系統(tǒng)上，使列車完全脫離軌道而懸浮行駛，成為“無輪”列車，時速可達幾百公里以上。這就是所謂的“磁懸浮列車”，亦稱之為“磁墊車”。

【原理】 [編輯本段]

磁懸浮列車利用“同名磁極相斥，異名磁極相吸”的原理，讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力，使車體完全脫離軌道，懸浮在距離軌道約1厘米處，騰空行駛，創(chuàng)造了近乎“零高度”空間飛行的奇跡。

由于磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式，故磁懸浮列車也有兩種相應的形式：一種是利用磁鐵同性相斥原理而設計的電磁運行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它利用車上超導體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產(chǎn)生的相斥力，使車體懸浮運行的鐵路；另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統(tǒng)的磁懸浮列車，它是在車體底部及兩側(cè)倒轉(zhuǎn)向上的頂部安裝磁鐵，在T形導軌的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導軌間保持10— 15毫米的間隙，并使導軌鋼板的排斥力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于車道的導軌面上運行。
通俗的講就是，在位于軌道兩側(cè)的線圈里流動的交流電，能將線圈變?yōu)殡姶朋w。由于它與列車上的超導電磁體的相互作用，就使列車開動起來。列車前進是因為列車頭部的電磁體（N極）被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體（S極）所吸引，并且同時又被安裝在軌道上稍后一點的電磁體（N極）所排斥。當列車前進時，在線圈里流動的電流流向就反轉(zhuǎn)過來了。其結(jié)果就是原來那個S極線圈，現(xiàn)在變?yōu)镹極線圈了，反之亦然。這樣，列車由于電磁極性的轉(zhuǎn)換而得以持續(xù)向前奔馳。根據(jù)車速，通過電能轉(zhuǎn)換器調(diào)整在線圈里流動的交流電的頻率和電壓。

【磁懸浮列車的優(yōu)點】 [編輯本段]

總的來說，磁懸浮列車具有高速，低噪音，環(huán)保，經(jīng)濟和舒適等特點。

磁懸浮列車從北京運行到上海，不超過４個小時，從杭州至上海只需２３分鐘。在時速達２００公里時，乘客幾乎聽不到聲響。磁懸浮列車采用電力驅(qū)動，其發(fā)展不受能源結(jié)構(gòu)，特別是燃油供應的限制，不排放有害氣體。據(jù)專家介紹，磁懸浮線路的造價只是普通路軌的８５％，而且運行時間越長，效益會更明顯。因為，磁懸浮列車的路軌壽命可達８０年，而普通路軌只有６０年。磁懸浮列車車輛的壽命是３５年，輪軌列車是２０至２５年。此外，磁懸浮列車的年運行維修費僅為總投資的１．２％，而輪軌列車高達４．４％。磁懸浮高速列車的運行和維修成本約是輪軌高速列車的１／４。磁懸浮列車和輪軌列車乘客票價的成本比約為１：２．８。

【磁懸浮列車的缺點】 [編輯本段]

1.磁懸浮有一大缺點，它的車廂不能變軌，不像軌道列車可以從一條鐵軌借助道岔進入另一鐵軌。這樣一來，如果是兩條軌道雙向通行，一條軌道上的列車只能從一個終點駛向?qū)Ψ浇K點，到對方終點后，原路返回。而不像軌道列車可以換軌到另一軌道返回。因此，一條軌道只能容納一列列車往返運行，造成浪費。磁懸浮軌道越長，使用效率越低。

2.由于磁懸浮系統(tǒng)是憑借電磁力來進行懸浮，導向和驅(qū)動功能的，一旦斷電，磁懸浮列車將發(fā)生嚴重的安全事故，因此斷電后磁懸浮的安全保障措施仍然沒有得到完全解決。

3.強磁場對人的健康，生態(tài)環(huán)境的平衡與電子產(chǎn)品的運行都會產(chǎn)生不良影響。