磁懸浮列車原理

磁浮有3個基本原理

第一個原理是當靠近金(jin)屬的(de)磁(ci)場改變(bian)，金(jin)屬上的(de)電子會移動，并且產(chan)生電流。

第二個(ge)原理就是(shi)電(dian)流的磁(ci)效(xiao)應。當電(dian)流在電(dian)線或一(yi)塊金屬中流動時，會產生磁(ci)場。通(tong)電(dian)的線圈就成了一(yi)塊磁(ci)鐵。

磁浮的(de)第三個(ge)原理我們就再熟悉不過了，磁鐵間會(hui)彼此作用，同極(ji)性相(xiang)斥，異極(ji)性相(xiang)吸。

該圖片由注冊用戶"八度空間"提供，版權聲明反饋

現在看看磁浮是如何作用的

磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)從(cong)一(yi)塊金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的上方(fang)經(jing)過(guo)，金(jin)(jin)屬(shu)(shu)上的電子因磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場改變而開始移(yi)動(dong)(dong) （原(yuan)理一(yi)）。電子形(xing)成回(hui)路，所以(yi)(yi)接著也產生(sheng)了本身的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場（原(yuan)理二）。移(yi)動(dong)(dong)中(zhong)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)使(shi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)出(chu)現一(yi)塊假想(xiang)(xiang)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)。 這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)塊假想(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)具有(you)方(fang)向性，因是(shi)同極性相對(dui)，因此 會(hui)對(dui)原(yuan)有(you)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)產生(sheng)斥力(li)(li)。也就(jiu)是(shi)說，如果原(yuan)有(you)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)北(bei)極在(zai)下(xia)，假想(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)則是(shi)北(bei)極在(zai)上；反之亦然(ran)。因為磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)的同極相斥（原(yuan)理三），讓磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)在(zai)一(yi)塊金(jin)(jin)屬(shu)(shu)上方(fang)移(yi)動(dong)(dong)，結果會(hui)對(dui)移(yi)動(dong)(dong)中(zhong)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)產生(sheng)一(yi)股(gu)往(wang)上推動(dong)(dong)的力(li)(li)量(liang)。如果磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)移(yi)動(dong)(dong)得(de)(de)足夠快，這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)(ge)力(li)(li)量(liang)會(hui)大得(de)(de)足以(yi)(yi)克服向下(xia)的重力(li)(li)，舉起移(yi)動(dong)(dong)中(zhong)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)。 所以(yi)(yi)當磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)移(yi)動(dong)(dong)時，會(hui)使(shi)得(de)(de)自(zi)己(ji)浮(fu)在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)上方(fang)，并靠著本身電子移(yi)動(dong)(dong)產生(sheng)的力(li)(li)量(liang)保持浮(fu)力(li)(li)。這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)(ge)過(guo)程(cheng)就(jiu)是(shi)所謂的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)浮(fu)，這(zhe)(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)(ge)原(yuan)理可(ke)以(yi)(yi)適用在(zai)列車上。

下面介紹常(chang)導(dao)磁吸式（EMS）和(he)超導(dao)磁斥式 （EDS）列車的(de)具(ju)體運行(xing)原理。

常導磁吸式(EMS) 利用裝在(zai)車輛兩側轉向架上的(de)(de)(de)常導(dao)電(dian)磁(ci)鐵(tie)(懸(xuan)浮(fu)電(dian)磁(ci)鐵(tie))和鋪設(she)在(zai)線(xian)路(lu)導(dao)軌上的(de)(de)(de)磁(ci)鐵(tie)，在(zai)磁(ci)場作(zuo)用下產生的(de)(de)(de)吸(xi)引力(li)(li)使(shi)車輛浮(fu)起，見圖2所(suo)示。車輛和軌面之間的(de)(de)(de)間隙(xi)與吸(xi)引力(li)(li)的(de)(de)(de)大小(xiao)成反(fan)比。為了保證這種懸(xuan)浮(fu)的(de)(de)(de)可靠(kao)性和列(lie)車運行的(de)(de)(de)平穩(wen)，使(shi)直線(xian)電(dian)機有較高的(de)(de)(de)功(gong)率，必須精確(que)地(di)控制(zhi)電(dian)磁(ci)鐵(tie)中的(de)(de)(de)電(dian)流，使(shi)磁(ci)場保持(chi)(chi)穩(wen)定的(de)(de)(de)強度(du)和懸(xuan)浮(fu)力(li)(li)，使(shi)車體(ti)與導(dao)軌之間保持(chi)(chi)大約10 mm的(de)(de)(de)間隙(xi)。通常采用測量間隙(xi)用的(de)(de)(de)氣(qi)隙(xi)傳感器來進(jin)行系統(tong)的(de)(de)(de)反(fan)饋控制(zhi)。這種懸(xuan)浮(fu)方式(shi)不需(xu)要設(she)置專用的(de)(de)(de)著地(di)支撐裝置和輔助(zhu)的(de)(de)(de)著地(di)車輪，對控制(zhi)系統(tong)的(de)(de)(de)要求也可以稍低一些。

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(chao)導(dao)磁(ci)斥式就(jiu)是利(li)用置(zhi)于(yu)車(che)(che)(che)輛(liang)上(shang)的(de)(de)(de)超(chao)導(dao)磁(ci)體與(yu)鋪設(she)在軌(gui)道上(shang)的(de)(de)(de)無源線圈之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)相對運動(dong)，來產生懸浮力將車(che)(che)(che)體抬(tai)起來的(de)(de)(de)。如圖3所示。由于(yu)超(chao)導(dao)磁(ci)體的(de)(de)(de)電阻為零(ling)，在運行中幾(ji)乎不消耗能量，而且磁(ci)場強(qiang)度很大。在超(chao)導(dao)體和導(dao)軌(gui)之(zhi)間(jian)產生的(de)(de)(de)強(qiang)大排斥力，可使車(che)(che)(che)輛(liang)浮起。當車(che)(che)(che)輛(liang)向下位移時，超(chao)導(dao)磁(ci)體與(yu)懸浮線圈的(de)(de)(de)間(jian)距減小電流增大， 使懸浮力增加，又使車(che)(che)(che)輛(liang)自動(dong)恢復到原來的(de)(de)(de)懸浮位置(zhi)。這個間(jian)隙(xi)與(yu)速度的(de)(de)(de)大小有關(guan)，一(yi)般到100km/h時車(che)(che)(che)體才能懸浮。因此，必須在車(che)(che)(che)輛(liang)上(shang)裝設(she)機械輔助支承裝置(zhi)，如輔助支持輪(lun)及(ji)相應(ying)的(de)(de)(de)彈簧支承，以保證(zheng)列車(che)(che)(che)安全可靠地著地。控(kong)制系(xi)統應(ying)能實(shi)現起動(dong)和停車(che)(che)(che)的(de)(de)(de)精確控(kong)制。

磁懸浮列車運行時速（以上海磁懸浮列車為例）

上海磁懸浮列車運營速度430公里/小時，部分時段運營速度300公里/小時，轉彎處曲線半徑達8000米，肉眼觀察幾乎是一條直線，最小的曲線半徑也達1500米。乘客不會有不適感。軌道全線兩邊50米范圍內裝有目前國際上最先進的隔離裝置。磁懸浮列車的車窗是透光率較高的高質量玻璃，更好地保證乘(cheng)(cheng)客的乘(cheng)(cheng)坐體(ti)驗與安(an)全。

上海磁懸浮列(lie)車(che)是世界上第(di)一段投入商業運行(xing)的高速磁懸浮列(lie)車(che)，設計最高運行(xing)速度為每小時(shi)430公里，僅次于飛(fei)機的飛(fei)行(xing)時(shi)速。

而今中國(guo)的輪軌(gui)列車運營(ying)速度(du)最(zui)高(gao)時(shi)速為486.1公里(li)(li) （2007年法國(guo)TGV試驗電(dian)氣(qi)火(huo)車在專用(yong)試驗軌(gui)道上測試達到過(guo)574.8公里(li)(li)/小時(shi)的最(zui)高(gao)速度(du)）。

上海磁懸浮列(lie)車(che)時(shi)速430公里(li)，它是(shi)21 世紀(ji)理(li)想的(de)超(chao)級(ji)特別(bie)快車(che)，世界各國(guo)(guo)都(dou)十分重視發展磁懸浮列(lie)車(che)。目前，中(zhong)國(guo)(guo)和日(ri)(ri)本(ben)、德國(guo)(guo)、英(ying)國(guo)(guo)、美國(guo)(guo)都(dou)在(zai)積(ji)極研究(jiu)這(zhe)種(zhong)車(che)。日(ri)(ri)本(ben)的(de)超(chao)導磁懸浮列(lie)車(che)已經過(guo)載人(ren)試(shi)驗，即(ji)將(jiang)進入實用階段，運(yun)行時(shi)速可(ke)達500 千米以上。

世界第一條磁(ci)懸(xuan)浮列車示范(fan)運(yun)營線(xian)——上海磁(ci)懸(xuan)浮列車，建成后，從浦東龍陽路站到浦東國際機場(chang)，三十(shi)多(duo)公(gong)里只需(xu)7～8分鐘(zhong)。

磁懸浮列車與高鐵的區別

高(gao)鐵是高(gao)速輪軌，基本(ben)所有火車(che)都能(neng)上(shang)線運(yun)行。而磁懸浮是電磁軌道(dao)，通過電磁力把列車(che)懸浮起來(lai)。二(er)者(zhe)原理完全(quan)不同。并且，高(gao)鐵列車(che)上(shang)不了(le)磁懸浮的軌道(dao)，磁懸浮列車(che)也上(shang)不了(le)高(gao)鐵的軌道(dao)。