磁懸浮列車主要由懸浮系統、推(tui)進系統和導(dao)向系統三大(da)部(bu)分組成。盡管可以使用與(yu)磁力(li)無關的推(tui)進系統,但在目前的絕(jue)大(da)部(bu)分設計(ji)中,這三部(bu)分的功能均由磁力(li)來完(wan)成。
(1)磁(ci)(ci)(ci)浮有3個(ge)(ge)基本(ben)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理。第(di)一個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理是(shi)當靠近金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)改變,金(jin)屬上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)會移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong),并(bing)且產(chan)生(sheng)(sheng)電流。第(di)二(er)個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理就是(shi)電流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)效應。當電流在電線或一塊金(jin)屬中(zhong)流動(dong)(dong)(dong)時,會產(chan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)。通電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)線圈就成(cheng)了(le)一塊磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)。磁(ci)(ci)(ci)浮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第(di)三個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理我們就再(zai)熟悉不過了(le),磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)間會彼(bi)此作(zuo)用,同(tong)極(ji)(ji)性相(xiang)斥(chi),異極(ji)(ji)性相(xiang)吸。現(xian)在看看磁(ci)(ci)(ci)浮是(shi)如何作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de):磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)從(cong)一塊金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)方(fang)經過,金(jin)屬上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)因磁(ci)(ci)(ci)場(chang)改變而(er)開(kai)始移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong) (原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理一)。電子(zi)(zi)形成(cheng)回路,所以(yi)接著(zhu)也(ye)(ye)產(chan)生(sheng)(sheng)了(le)本(ben)身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理二(er))。圖 1 以(yi)最簡(jian)單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)(shi)(shi)來表達這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)過程,移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)使金(jin)屬中(zhong)出(chu)現(xian)一塊假想(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)。 這(zhe)(zhe)塊假想(xiang)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)具有方(fang)向性,因是(shi)同(tong)極(ji)(ji)性相(xiang)對(dui),因此 會對(dui)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)產(chan)生(sheng)(sheng)斥(chi)力(li)(li)。也(ye)(ye)就是(shi)說,如果原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)是(shi)北極(ji)(ji)在下(xia),假想(xiang)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)則(ze)是(shi)北極(ji)(ji)在上(shang)(shang);反之亦然。因為(wei)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)極(ji)(ji)相(xiang)斥(chi)(原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理三),讓磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)在一塊金(jin)屬上(shang)(shang)方(fang)移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong),結果會對(dui)移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)產(chan)生(sheng)(sheng)一股往上(shang)(shang)推(tui)動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)量。如果磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)得足(zu)夠快,這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)力(li)(li)量會大得足(zu)以(yi)克服向下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重力(li)(li),舉(ju)起移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)。 所以(yi)當磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)時,會使得自己浮在金(jin)屬上(shang)(shang)方(fang),并(bing)靠著(zhu)本(ben)身電子(zi)(zi)移(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)量保持浮力(li)(li)。這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)過程就是(shi)所謂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)浮,這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理可(ke)以(yi)適用在列車(che)上(shang)(shang)。下(xia)面(mian)介紹常導(dao)磁(ci)(ci)(ci)吸式(shi)(shi)(shi)(EMS)和超導(dao)磁(ci)(ci)(ci)斥(chi)式(shi)(shi)(shi) (EDS)列車(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)具體(ti)運行原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理。
常導(dao)磁(ci)(ci)吸式(EMS) 利用裝在車輛(liang)兩側轉向架(jia)上(shang)的(de)(de)(de)常導(dao)電(dian)磁(ci)(ci)鐵(懸(xuan)浮(fu)電(dian)磁(ci)(ci)鐵)和(he)(he)鋪設在線(xian)路(lu)導(dao)軌(gui)上(shang)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)鐵,在磁(ci)(ci)場(chang)作用下產生的(de)(de)(de)吸引(yin)力(li)使(shi)車輛(liang)浮(fu)起,見圖2所(suo)示。車輛(liang)和(he)(he)軌(gui)面之間的(de)(de)(de)間隙(xi)與(yu)吸引(yin)力(li)的(de)(de)(de)大(da)小成反比。為了保證(zheng)這(zhe)種懸(xuan)浮(fu)的(de)(de)(de)可(ke)靠性和(he)(he)列車運行(xing)的(de)(de)(de)平穩,使(shi)直線(xian)電(dian)機有較高的(de)(de)(de)功率,必須精確地(di)控(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)磁(ci)(ci)鐵中的(de)(de)(de)電(dian)流,使(shi)磁(ci)(ci)場(chang)保持(chi)穩定的(de)(de)(de)強度和(he)(he)懸(xuan)浮(fu)力(li),使(shi)車體與(yu)導(dao)軌(gui)之間保持(chi)大(da)約10 mm的(de)(de)(de)間隙(xi)。通常采用測量間隙(xi)用的(de)(de)(de)氣隙(xi)傳感器來進行(xing)系(xi)統的(de)(de)(de)反饋控(kong)制(zhi)(zhi)。這(zhe)種懸(xuan)浮(fu)方式不需要設置(zhi)專用的(de)(de)(de)著(zhu)地(di)支撐(cheng)裝置(zhi)和(he)(he)輔助的(de)(de)(de)著(zhu)地(di)車輪,對控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統的(de)(de)(de)要求也可(ke)以(yi)稍低一些。
超導磁斥式(EDS) 此種形式在車輛底部安裝超導磁體(放在液態氦儲存槽內),在軌道兩側鋪設一系列鋁環線圈。列車運行時,給車上線圈(超導磁體)通電流,產生強磁場,地上線圈(鋁環)與之相切與車輛上超導磁體的磁場方向相反,兩個磁場產生排斥力。當排斥力大于車輛重量時,車輛就浮起來。因此,超導(dao)(dao)磁(ci)(ci)斥(chi)式就是利用置(zhi)于車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)上的(de)(de)(de)超導(dao)(dao)磁(ci)(ci)體(ti)與鋪設在軌道(dao)上的(de)(de)(de)無源線圈之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)運動,來(lai)(lai)產生懸浮(fu)(fu)力將(jiang)車(che)(che)體(ti)抬起來(lai)(lai)的(de)(de)(de)。如(ru)圖3所示(shi)。由于超導(dao)(dao)磁(ci)(ci)體(ti)的(de)(de)(de)電(dian)阻為(wei)零,在運行中幾乎不消耗(hao)能(neng)量(liang),而且磁(ci)(ci)場強度(du)(du)很大。在超導(dao)(dao)體(ti)和(he)導(dao)(dao)軌之(zhi)(zhi)間產生的(de)(de)(de)強大排斥(chi)力,可(ke)使(shi)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)浮(fu)(fu)起。當車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)向(xiang)下位移時(shi),超導(dao)(dao)磁(ci)(ci)體(ti)與懸浮(fu)(fu)線圈的(de)(de)(de)間距(ju)減小電(dian)流(liu)增(zeng)大, 使(shi)懸浮(fu)(fu)力增(zeng)加(jia),又(you)使(shi)車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)自(zi)動恢復到(dao)原(yuan)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)懸浮(fu)(fu)位置(zhi)。這個(ge)間隙與速度(du)(du)的(de)(de)(de)大小有關(guan),一般到(dao)100km/h時(shi)車(che)(che)體(ti)才能(neng)懸浮(fu)(fu)。因此,必須(xu)在車(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)上裝設機械輔(fu)助(zhu)支承(cheng)裝置(zhi),如(ru)輔(fu)助(zhu)支持輪(lun)及(ji)相(xiang)應的(de)(de)(de)彈簧支承(cheng),以保(bao)證(zheng)列車(che)(che)安全(quan)可(ke)靠地(di)著地(di)。控(kong)制(zhi)系統應能(neng)實現起動和(he)停車(che)(che)的(de)(de)(de)精(jing)確(que)控(kong)制(zhi)。
磁(ci)懸浮(fu)列(lie)車利用(yong)電(dian)磁(ci)力(li)的(de)作用(yong)進行導(dao)(dao)(dao)向。現按常導(dao)(dao)(dao)磁(ci)吸(xi)式(shi)和超導(dao)(dao)(dao)磁(ci)斥(chi)式(shi)兩種情況簡述(shu)如下。
常導(dao)磁吸式(shi)的(de)(de)(de)導(dao)向(xiang)(xiang)系統與(yu)懸(xuan)浮系統類似,是在(zai)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)側(ce)面安裝(zhuang)一組(zu)專門用(yong)于導(dao)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)電(dian)磁鐵(tie)。車(che)(che)(che)體(ti)與(yu)導(dao)向(xiang)(xiang)軌(gui)側(ce)面之(zhi)間保(bao)持(chi)一定間隙。當(dang)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)左(zuo)右(you)偏移時,車(che)(che)(che)上的(de)(de)(de)導(dao)向(xiang)(xiang)電(dian)磁鐵(tie)與(yu)導(dao)向(xiang)(xiang)軌(gui)的(de)(de)(de)側(ce)面相互(hu)作用(yong),使(shi)車(che)(che)(che)輛(liang)(liang)恢復(fu)到正常位置。控制(zhi)系統通(tong)過對導(dao)向(xiang)(xiang)磁鐵(tie)中的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)進行(xing)(xing)控制(zhi)來保(bao)持(chi)這一側(ce)向(xiang)(xiang)間隙,從而達到控制(zhi)列(lie)車(che)(che)(che)運行(xing)(xing)方(fang)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。
超(chao)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)斥式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)系統可以(yi)(yi)采用以(yi)(yi)下 3 種(zhong)方(fang)式構成: ①在(zai)車(che)(che)(che)輛上安裝(zhuang)(zhuang)機械(xie)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)實現列(lie)(lie)(lie)車(che)(che)(che)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。這(zhe)種(zhong)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)通常(chang)采用車(che)(che)(che)輛上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)輔(fu)助(zhu)輪, 使之與導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)軌(gui)側(ce)(ce)(ce)面(mian)相互作用(滾(gun)動摩擦(ca))以(yi)(yi)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)復原力(li)(li),這(zhe)個力(li)(li)與列(lie)(lie)(lie)車(che)(che)(che)沿曲線(xian)(xian)(xian)運(yun)行時產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)力(li)(li)相平衡,從(cong)而使列(lie)(lie)(lie)車(che)(che)(che)沿著(zhu)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)軌(gui)中心(xin)(xin)線(xian)(xian)(xian)運(yun)行。②在(zai)車(che)(che)(che)輛上安裝(zhuang)(zhuang)專用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)超(chao)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)鐵,使之與導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)軌(gui)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)面(mian)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)和(he)金屬帶產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)斥力(li)(li),該(gai)力(li)(li)與列(lie)(lie)(lie)車(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)作用力(li)(li)相平衡,使列(lie)(lie)(lie)車(che)(che)(che)保持(chi)正確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)行方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。這(zhe)種(zhong)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)方(fang)式避(bi)免了機械(xie)摩擦(ca),只要控制側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)地(di)面(mian)導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)流,就可以(yi)(yi)使列(lie)(lie)(lie)車(che)(che)(che)保持(chi)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)間隙。 ③利用磁(ci)(ci)力(li)(li)進行導(dao)(dao)(dao)引的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“零(ling)磁(ci)(ci)通量”導(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)系鋪(pu)設“8” 字形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)封閉線(xian)(xian)(xian)圈(quan)。當列(lie)(lie)(lie)車(che)(che)(che)上設置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)體位于該(gai)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)對稱中心(xin)(xin)線(xian)(xian)(xian)上時,線(xian)(xian)(xian)圈(quan)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)為(wei)零(ling);而當列(lie)(lie)(lie)車(che)(che)(che)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)位移時,“8”字形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)內磁(ci)(ci)場(chang)為(wei)零(ling),并產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)一(yi)個反作用力(li)(li)以(yi)(yi)平衡列(lie)(lie)(lie)車(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)力(li)(li),使列(lie)(lie)(lie)車(che)(che)(che)回到線(xian)(xian)(xian)路(lu)中心(xin)(xin)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi)(zhi)。
磁(ci)(ci)(ci)懸浮(fu)列(lie)車(che)(che)推進系統(tong)(tong)最(zui)關鍵的(de)(de)(de)(de)技(ji)術是把旋轉(zhuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)展(zhan)開(kai)成(cheng)(cheng)(cheng)直(zhi)(zhi)線(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)。它的(de)(de)(de)(de)基本(ben)(ben)構成(cheng)(cheng)(cheng)和(he)(he)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)原理與普通(tong)旋轉(zhuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)類似,展(zhan)開(kai)以(yi)(yi)后,其傳動方(fang)式也就由(you)旋轉(zhuan)運(yun)(yun)動變為(wei)(wei)直(zhi)(zhi)線(xian)運(yun)(yun)動。常導(dao)磁(ci)(ci)(ci)吸式磁(ci)(ci)(ci)懸浮(fu)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)短定子異步直(zhi)(zhi)線(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)。在車(che)(che)上(shang)(shang)安裝三相(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)樞繞組,軌道上(shang)(shang)安裝感應軌。采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)車(che)(che)上(shang)(shang)供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)方(fang)式。這種(zhong)方(fang)式結構比(bi)較簡(jian)單,容易維護,造價低(di),適用(yong)(yong)(yong)(yong)于中(zhong)低(di)速城市運(yun)(yun)輸及(ji)近郊運(yun)(yun)輸以(yi)(yi)及(ji)作(zuo)為(wei)(wei)短程旅游線(xian)系統(tong)(tong);主要缺點是功(gong)率(lv)(lv)偏低(di),不(bu)利于高(gao)速運(yun)(yun)行(xing)。其中(zhong)TR 型快速動車(che)(che)和(he)(he)上(shang)(shang)海引(yin)進 的(de)(de)(de)(de) Transrapid 06 號磁(ci)(ci)(ci)懸浮(fu)列(lie)車(che)(che),以(yi)(yi)及(ji)日(ri)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de) HSST型磁(ci)(ci)(ci)懸浮(fu)列(lie)車(che)(che)都采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)這種(zhong)形式。超導(dao)磁(ci)(ci)(ci)斥式磁(ci)(ci)(ci)懸浮(fu)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)長定子同(tong)步直(zhi)(zhi)線(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)。其超導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)體安裝在車(che)(che)輛(liang)上(shang)(shang),在軌道沿線(xian)設置(zhi)無源閉合線(xian)圈(quan)或非磁(ci)(ci)(ci)性金屬板。作(zuo)為(wei)(wei)磁(ci)(ci)(ci)浮(fu)裝置(zhi)的(de)(de)(de)(de)超導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong),為(wei)(wei)直(zhi)(zhi)線(xian)同(tong)步電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)激磁(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)處 于超導(dao)狀態提供(gong)(gong)了方(fang)便條件。它們可以(yi)(yi)共存于同(tong)一 個冷卻系統(tong)(tong),或者同(tong)一線(xian)圈(quan)同(tong)時(shi)起到(dao)懸浮(fu)、導(dao)向和(he)(he)推進的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)。高(gao)速長定子同(tong)步直(zhi)(zhi)線(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)牽引(yin)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)構成(cheng)(cheng)(cheng)相(xiang)對復雜。地面牽引(yin)系統(tong)(tong),供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)一個區間(jian)(jian)(長約(yue)30km)區間(jian)(jian)又分(fen)成(cheng)(cheng)(cheng)許多段(約(yue)300-1000 m),每段只(zhi)有(you)列(lie)車(che)(che)通(tong)過時(shi)供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian),各段切換(huan)由(you)觸點真(zhen)空開(kai)關完成(cheng)(cheng)(cheng)。為(wei)(wei)使(shi)列(lie)車(che)(che)在段間(jian)(jian)不(bu)沖動,需兩組逆(ni)變器輪(lun) 流供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian),其特點為(wei)(wei)大功(gong)率(lv)(lv)、高(gao)壓、大電(dian)(dian)(dian)(dian)流。動力(li)在地面的(de)(de)(de)(de)優勢有(you)路(lu)軌電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)強以(yi)(yi)及(ji)車(che)(che)輛(liang)的(de)(de)(de)(de)設計簡(jian)化、重(zhong)量輕。適用(yong)(yong)(yong)(yong)于高(gao)速和(he)(he)超高(gao)速磁(ci)(ci)(ci)懸浮(fu)鐵路(lu)。日(ri)本(ben)(ben)和(he)(he)加(jia)拿大決定發展(zhan)這種(zhong)磁(ci)(ci)(ci)懸浮(fu)系統(tong)(tong)。
“常導型”磁懸浮列車及(ji)軌(gui)道和電動機的工作原理完全相同。
只是把(ba)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)“轉(zhuan)子(zi)(zi)”布置在列車上(shang),將(jiang)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)“定子(zi)(zi)”鋪設在軌(gui)道(dao)上(shang)。通(tong)過(guo)“轉(zhuan)子(zi)(zi)”,“定子(zi)(zi)”間的(de)相互作用,將(jiang)電(dian)能轉(zhuan)化為前(qian)進(jin)的(de)動(dong)(dong)能。我們知道(dao),電(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)“定子(zi)(zi)”通(tong)電(dian)時,通(tong)過(guo)電(dian)流對磁場的(de)作用就(jiu)可(ke)以推(tui)動(dong)(dong)“轉(zhuan)子(zi)(zi)”轉(zhuan)動(dong)(dong)。不過(guo)耗電(dian)量(liang)巨大,就(jiu)像一個(ge)個(ge)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)鋪滿軌(gui)道(dao),當向軌(gui)道(dao)這個(ge)“定子(zi)(zi)”輸電(dian)時,通(tong)過(guo)電(dian)流對磁場的(de)作用,列車就(jiu)像電(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)“轉(zhuan)子(zi)(zi)”一樣被推(tui)動(dong)(dong)著(zhu)做直線運動(dong)(dong)。
磁(ci)浮技(ji)術分為軌道(dao)、車輛(liang)、牽引、運(yun)行(xing)控(kong)制(zhi)四大(da)系統,有16項(xiang)核心技(ji)術。德(de)國、日本與中國為世界(jie)上目前有磁(ci)浮列車試驗或營運(yun)路線的國家。
正在測試項目
——美國(guo)圣迭(die)戈:美國(guo)通用原子公(gong)司在(zai)圣迭(die)戈建造(zao)了一條(tiao)(tiao)長120米的磁懸(xuan)浮軌道(dao),目的是為聯(lian)合太平洋鐵路公(gong)司將要(yao)在(zai)洛杉磯(ji)建造(zao)的一條(tiao)(tiao)8公(gong)里的運載線(xian)路提供測試。
——德國埃姆(mu)斯蘭(lan)縣:Transrapid擁有(you)31.5公里的軌道,定期運行的速度最高達420公里每小時。
——日(ri)本JR磁(ci)浮(fu):日(ri)本研(yan)(yan)發的(de)超導(dao)體磁(ci)浮(fu)列(lie)車(che)由(you)東(dong)海旅客(ke)鐵道(JR東(dong)海)和鐵道總(zong)(zong)合技術研(yan)(yan)究所(JR總(zong)(zong)研(yan)(yan))主導(dao)。首列(lie)實驗列(lie)車(che)JR-Maglev MLX01從1970年代開始(shi)研(yan)(yan)發,并且(qie)在(zai)(zai)(zai)山(shan)梨縣建(jian)造了五(wu)節車(che)廂的(de)實驗車(che)和軌道。在(zai)(zai)(zai)2003年12月2日(ri)最高(gao)速(su)達到581km/h(361 mph)。在(zai)(zai)(zai)2015年更(geng)創下了603/h的(de)速(su)度(du),創下有車(che)廂車(che)輛的(de)陸(lu)地極速(su)。
——美國聯邦運輸管理局(ju)(FTA)城市磁浮技術示范(UMTD)計劃
——中(zhong)國西南交通大學:2003 年,西南交大在四川成都青山磁懸浮列車(che)線完工,該磁懸浮試驗(yan)軌道長 420 米,主(zhu)要針對觀(guan)光(guang)游客, 票價(jia)低于出租(zu)轎車(che)費(fei)。
運營系統
——日本:日本東部丘陵線(xian)
——中國上(shang)海(hai):上(shang)海(hai)磁浮示范運(yun)營線(xian)
——韓(han)國(guo)仁川(chuan):仁川(chuan)機場磁懸浮線
——中國長沙(sha):長沙(sha)中低(di)速磁浮(fu)線
建設中系統
——美(mei)國佐治亞州:Powder Springs:AMT Test Track
——日本:東京-名古屋-大阪 中央新干線
——中國北京:北京S1號線
運行時速歷史
1971年:西德,Prinzipfahrzeug,90 km/h
1971年:西(xi)德,TR—02(TSST)—164 km/h
1972年:日本,ML100,60 km/h,(載(zai)人)
1973年(nian):西德,TR04,250 km/h(載人)
1974年:西德(de),EET—01,230 km/h(無人)
1975年:西德,Komet,401.3 km/h(由蒸汽(qi)火箭推進,無(wu)人)
1978年:日(ri)本,HSST—01,307.8 km/h(由蒸汽火箭推進,日(ri)產(chan)汽車制造,無(wu)人)
1978年:日本(ben),HSST—02,110 km/h(載人)
1979年(nian)12月12日(ri):日(ri)本,ML—500R,504 km/h(無人)第(di)一次突破(po)500 km/h
1979年12月21日:日本,ML—500R,517 km/h(無人(ren))
1987年:西(xi)德,TR—06,406 km/h(載人)
1987年:日本,MLU001,400. km/h(載人(ren))
1988年:西德,TR—06,412.6 km/h(載人(ren))
1989年:西德(de),TR—07,436 km/h(載人)
1993年:德國,TR—07,450 km/h(載人)
1994年(nian):日本,MLU002N,431 km/h(無人)
1997年:日本,MLX01,531 km/h(載(zai)人)
1997年:日本,MLX01,550 km/h(無人)
1999年:日本,MLX01,548 km/h(無人)
1999年(nian):日(ri)本,MLX01,552 km/h (載人/5輛編組) 吉(ji)尼斯世界紀錄認可
2003年:中國(guo)(guo),Transrapid SMT(德國(guo)(guo)提供技術所建設,第一條商業運行路線(xian)),501.5 km/h
2003年:日本,MLX01,581 km/h(載(zai)人(ren)/3輛編組)吉尼(ni)斯世界紀錄認可
2015年(nian): 日本,L0,590 km/h(載人/7輛編組)
2015年4月: 日本,L0,603 km/h(載白(bai)鼠/7輛編組)
磁懸浮列車(che)的(de)車(che)窗是安全(quan)玻璃(li),乘客(ke)可以更好(hao)的(de)觀賞(shang)窗外(wai)的(de)風(feng)景。 減速玻璃(li)在與車(che)體(ti)接觸(chu)的(de)邊(bian)緣處有(you)弧度變形,正因為這個弧度可以使車(che)外(wai)景物在透過(guo)弧度時發生(sheng)變形,從(cong)而(er)影響車(che)內乘客(ke)的(de)視(shi)覺,產生(sheng)視(shi)覺上的(de)減速的(de)效果(guo)。快(kuai)速行駛(shi)時人(ren)員會(hui)耳鳴難(nan)受心(xin)慌心(xin)悸,在擋風(feng)玻璃(li)邊(bian)緣都有(you)漸淡的(de)點狀(zhuang)黑色裝飾邊(bian),同樣也起到一(yi)定高阻效果(guo)。