磁悬浮列车的工作原理是什么？460
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发布时间：2023-10-23 00:09
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时间：2024-11-25 00:58
磁悬浮列车的原理：
使用安装在车辆两侧转向架上的正常导电磁铁(悬挂电磁铁)和铺设在线路导轨上的磁铁，磁场产生的吸引力将使车辆浮动。车辆和轨道面粉之间的间隙与吸引力的大小成反比。
为了保证这种悬挂的可靠性和列车的平稳运行，并使直线电机具有更高的功率，必须精确地控制电磁铁中的电流，以便磁场保持稳定的强度和悬挂力，并且在车体和导轨之间保持大约10毫米的间隙。
通常，用于测量间隙的气隙传感器用于执行系统的反馈控制。这种悬挂方式不需要特殊的着陆支撑装置和辅助着陆轮，对控制系统的要求可以稍低一些。
因为超导磁体的电阻为零，所以在操作中几乎不消耗能量，并且磁场强度非常高。超导体和导轨之间产生的强大排斥力可以使车辆漂浮。当车辆向下移动时，超导磁体和悬浮线圈之间的距离减小，电流增加，悬浮力增加，车辆自动返回到初始悬浮位置。
这个间隙与速度大小有关，车体只有在达到100公里/小时时才能浮动，因此，车辆必须配备机械辅助支撑装置，如辅助支撑轮和相应的弹簧支撑，以确保列车安全可靠地着陆。控制系统应能实现启动和停止的精确控制。
现状
由于磁悬浮列车具有造价高、高耗电、辐射大、不可靠等特点，因此前景不理想。常导磁悬浮列车可达400至500公里/小时，超导磁悬浮列车可达500至600公里/小时。它的高速度使其在1000至1500公里之间的旅行距离中比乘坐飞机更优越。
由于没有轮子、无摩擦等因素，它比目前最先进的高速火车多耗电30%。在500公里/小时速度下，每座位/公里的能耗仅为飞机的1/3至1/2，比汽车也少耗能30%。因无轮轨接触，震动大、舒适性较不好，可是颠波大对车辆和路轨的维修费用也要求极高。
磁悬浮列车在运行时不与轨道发生摩擦，发出的噪音较低。磁悬浮列车一般以5米以上的高架通过平地或翻越山丘，从而不可避免开山挖沟对生态环境造成的破坏。磁悬浮列车在路轨上运行，按飞机的防火标准实行收费配置。
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时间：2024-11-25 00:59
世界上的磁悬浮列车主要有两种“悬浮”形式，一种是推斥式；另一种为吸力式。
推斥式是利用两个磁铁同极性相对而产生的排斥力，使列车悬浮起来。这种磁悬浮列车车厢的两侧，安装有磁场强大的超导电磁铁。车辆运行时，这种电磁铁的磁场切割轨道两侧安装的铝环，致使其中产生感应电流，同时产生一个同极性反磁场，并使车辆推离轨面在空中悬浮起来。但是，静止时，由于没有切割电势与电流，车辆不能产生悬浮，只能像飞机一样用轮子支撑车体。当车辆在直线电机的驱动下前进，速度达到80公里／小时以上时，车辆就悬浮起来了。
吸力式是利用两个磁铁异性相吸的原理，将电磁铁置于轨道下方并固定在车体转向架上，两者之间产生一个强大的磁场，并相互吸引时，列车就能悬浮起来。这种吸力式磁悬浮列车无论是静止还是运动状态，都能保持稳定悬浮状态。这次，我国自行开发的中低速磁悬浮列车就属于这个类型。
“若即若离”，是磁悬浮列车的基本工作状态。磁悬浮列车利用电磁力抵消地球引力，从而使列车悬浮在轨道上。在运行过程中，车体与轨道处于一种“若即若离”的状态，磁悬浮间隙约1厘米，因而有“零高度飞行器”的美誉。它与普通轮轨列车相比，具有低噪音、低能耗、无污染、安全舒适和高速高效的特点，被认为是一种具有广阔前景的新型交通工具。特别是这种中低速磁悬浮列车，由于具有转弯半径小、爬坡能力强等优点，特别适合城市轨道交通。
磁悬浮列车运行原理 :
是利用电磁力抵消地球引力，通过直线电机进行牵引，使列车悬浮在轨道上运行（悬浮间隙约1厘米）。
磁悬浮列车的种类:
磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。
常导型也称常导磁吸型，以德国高速常导磁浮列车transrapid为代表，它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的气隙较小，一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400～500公里，适合于城市间的长距离快速运输。
超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮气隙较大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500公里以上。
这两种磁悬浮列车各有优缺点和不同的经济技术指标，德国青睐前者，集中精力研制常导高速磁悬浮技术;而日本则看好后者，全力投入高速超导磁悬浮技术之中。
常导磁悬浮列车工作时，首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力，与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下，使车轮与轨道保持一定的侧向距离，实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米，是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关，所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。
常导磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就象是同步直线电动机的励磁线圈，地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用，它就象同步直线电动机的长定子绕组。从电动机的工作原理可以知道，当作为定子的电枢线圈有电时，由于电磁感应而推动电机的转子转动。同样，当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时，由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就象电机的“转子”一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态下，列车可以完全实现非接触的牵引和制动。
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时间：2024-11-25 01:00
列车上装有超导磁体，由于悬浮而在线圈上高速前进。这些线圈固定在铁路的底部，由于电磁感应，在线圈里产生电流，地面上线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总是保持相同，这样在线圈和电磁体之间就会一直存在排斥力，从而使列车悬浮起来。
前进的原理：在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。 由于它与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。在线圈里流动的电流流向会不断反转过来。其结果就是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了，反之亦然。这样，列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。
根据车速，通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。
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时间：2024-11-25 01:00
但这种传统的火车在不久的将来就会被另一种火车所代替，这就是磁悬浮铁路上的列车。车厢悬浮在空中，每小时速度高达500千米，坐上这种火车，早上在上海的人，中午就可以到北京。
普通火车的速度最快每小时也不会超过300千米，目前我国普通列车的时速只有每小时70千米左右。这是由于火车车轮和轨道之间存在着摩擦力所致。而磁悬浮铁路则不存在这样的问题，因为它是悬浮在空中行驶的。
磁悬浮铁路是怎样设计出来的呢？摆弄过磁铁的人，对磁悬浮铁路的火车为什么能浮在空中应该很容易理解。当我们把一块磁铁的.极和另一块磁铁的S极挨近时，它们会立即吸在一起。但如果把一块磁铁的.极和另一块磁铁的.极靠近，它们总是挨不到一块，即使用力把它们挤在一起，只要一松手，它们就会立即分开，因为在它们之间存在着一种排斥力。这叫做“同极相斥”。
磁悬浮铁路就是利用磁铁同极相斥的原理制成的。火车和铁轨经过特殊的设计，通电后由于火车和铁轨的磁场同极相斥，火车就被磁场的排斥力“顶”得悬空了。
我国在20世纪90年代初开始研制磁悬浮铁路，并已研制出第一辆试验性磁悬浮列车。发达国家研制出的可以行驶的磁悬浮列车，其速度已达每小时500千米以上。也许不久的将来，您就可以乘坐它，体会平地“飞行”的感觉了。
