1、磁悬浮列车工作原理（二）磁悬浮系统类型 电磁悬浮系统：依靠在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮 ,属吸力悬浮系统 ,并主要应用于德国常导磁悬浮列车系列 .(左图 ) 电力悬浮系统：将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生感应电流 ,进而产生电磁斥力以支撑和导向列车 .属斥力悬浮系统 ,并主要应用于日本超导磁悬浮列车系列 .(右图 )(三 )工作原理磁悬浮列车大体可分为三个部分 :悬浮系统 :主要依靠轨道底部线圈和车载电磁铁之间产生电动斥力来实现 .导向系统 :主要依赖于轨道侧壁线圈和车载电磁铁相互作用来实现 .动力系统 :根据 Maxwell电磁场动力学理论 ,采用直线电机作为动力
2、系统 ,并借助于在运行过程中产生电磁推力来推动和维持列车运行 .1.悬浮系统 Meissner效应 :当金属处在超导状态时 ,超导体表面产生感应电流 ,进而产生附加磁场与外部磁场抵消 ,内部的磁感应强度为零 .此时附加场和外部场相作用产生的电磁斥力可以将超导体悬起 . 超导体的两个重要特性： 零电阻和抗磁性。实际模型u在列车每节车厢两侧底侧 ,装载有 68个超导磁体 ,并通过液氦作为冷却系统 .u当列车起到或进站时 ,列车依靠车轮行驶 ,随着列车加速 ,导轨线圈通电 ,根据 Meissner效应 ,车与轨之间产生电动斥力 ,(数量级 为 103N/m2)从而实现悬浮 .2.悬浮系统u导向系统依
3、靠轨道两侧的线圈 ,按照实际所需的横向倾角的大小 ,对线圈中的交变电流进行调节 ,进而提供所需的导向力 . u假设转子受到扰动，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，控制器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将信号转换成控制电流，并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，不论转子受到哪个方向的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。 3.动力推进系统 直观模拟 :轨道两侧装有线圈，交流电使线圈变为电磁体，它与列车上的磁铁相互作用。列车行驶时 ,车头的磁铁（ 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,使列车
4、前进。然后在线圈里流动的电流反向 ,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。性能比较 (一 )1.安全 :不会脱轨；单向行驶，不会相撞。 2.最大优势 -高速性能比较 (二 )3.电磁辐射小 4.噪声小性能比较 (三 ) 磁悬浮列车的悬浮高度为 10100mm， 因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求要比普通列车高 . 磁悬浮列车的技术要求比普通列车要高得多 . 车载冷却系统重 ,且由于涡流效应 ,悬浮能耗较高 . 成本方面，维修保养以及能耗等费用较普通列车高。 但总而之 , 由于其高效的运输能力和优越性能 ,磁悬浮列车还会有很大空间 ;而对于我们这样一个地域辽阔 ,经济高速发展 ,但交通系统基础相对薄弱的国家而言 ,磁悬浮列车的研究开发具有十分重要的意义 .
