磁悬浮列车原理是什么?
1、导向方式
磁悬浮列车利用电磁力的作用进行导向。现按常导磁吸式和超导磁斥式两种情况简述如下。
常导磁吸式的导向系统与悬浮系统类似,是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。车体与导向轨侧面之间保持一定间隙。
当车辆左右偏移时,车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用,使车辆恢复到正常位置。控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制来保持这一侧向间隙,从而达到控制列车运行方向的目的。
超导磁斥式的导向系统可以采用以下 3 种方式构成:
(1)在车辆上安装机械导向装置实现列车导向。这种装置通常采用车辆上的侧向导向辅助轮, 使之与导向轨侧面相互作用(滚动摩擦)以产生复原力,这个力与列车沿曲线运行时产生的侧向力相平衡,从而使列车沿着导向轨中心线运行。
(2)在车辆上安装专用的导向超导磁铁,使之与导向轨侧向的地面线圈和金属带产生磁斥力,该力与列车的侧向作用力相平衡,使列车保持正确的运行方向。这种导向方式避免了机械摩擦,只要控制侧向地面导向线圈中的电流,就可以使列车保持一定的侧向间隙。
(3)利用磁力进行导引的“零磁通量”导向系铺设“8” 字形的封闭线圈。当列车上设置的超导磁体位于该线圈的对称中心线上时,线圈内的磁场为零;而当列车产生侧向位移时,“8”字形的线圈内磁场为零,并产生一个反作用力以平衡列车的侧向力,使列车回到线路中心线的位置。
2、推进方式
磁悬浮列车推进系统最关键的技术是把旋转电机展开成直线电机。它的基本构成和作用原理与普通旋转电机类似,展开以后,其传动方式也就由旋转运动变为直线运动。
常导磁吸式磁悬浮采用短定子异步直线电机。在车上安装三相电枢绕组,轨道上安装感应轨。采用车上供电方式。这种方式结构比较简单,容易维护,造价低,适用于中低速城市运输及近郊运输以及作为短程旅游线系统;主要缺点是功率偏低,不利于高速运行。
其中TR 型快速动车和上海引进 的 Transrapid 06 号磁悬浮列车,以及日本的 HSST型磁悬浮列车都采用这种形式。超导磁斥式磁悬浮采用长定子同步直线电机。其超导电磁体安装在车辆上,在轨道沿线设置无源闭合线圈或非磁性金属板。
作为磁浮装置的超导电磁线圈的采用,为直线同步电机的激磁线圈处 于超导状态提供了方便条件。它们可以共存于同一 个冷却系统,或者同一线圈同时起到悬浮、导向和推进的作用。
高速长定子同步直线电机牵引系统的构成相对复杂。地面牵引系统,供电一个区间(长约30km)区间又分成许多段(约300-1000 m),每段只有列车通过时供电,各段切换由触点真空开关完成。
为使列车在段间不冲动,需两组逆变器轮 流供电,其特点为大功率、高压、大电流。动力在地面的优势有路轨电机的功率强以及车辆的设计简化、重量轻。适用于高速和超高速磁悬浮铁路。日本和加拿大决定发展这种磁悬浮系统。
4、列车动能
“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。
只是把电动机的“转子”布置在列车上,将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”,“定子”间的相互作用,将电能转化为前进的动能。
我们知道,电动机的“定子”通电时,通过电流对磁场的作用就可以推动“转子”转动。不过耗电量巨大,就像一个个电动机铺满轨道,当向轨道这个“定子”输电时,通过电流对磁场的作用,列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。
扩展资料:
磁悬浮技术优缺点
1、优点
磁悬浮列车有许多优点:列车在铁轨上方悬浮运行,铁轨与车辆不接触,不但运行速度非常快,可以超过500 千米/小时,;无噪音,不排出有害的废气,有利于环境保护。由于无需车轮,不存在轮轨摩擦而产生的轮对磨损,减少了维护工作量和经营成本。
它是21 世纪理想的超级特别快车,世界各国都十分重视发展磁悬浮列车。至2012年,中国和日本、德国、英国、美国等国都在积极研究这种车。日本的超导磁悬浮列车已经过在轨试验,即将进入实用阶段,运行时速可达300千米以上。
磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙(一般为1—10cm),因此运行安全、平稳舒适、无噪声,可以实现全自动化运行。
磁悬浮列车的使用寿命可达35年,而普通轮轨列车只有20—25年。磁悬浮列车路轨的寿命是80年,普通路轨只有60年。目前的最高时速是日本L0型磁悬浮列车在2015年达到的603公里/小时。
据德国科学家预测,到20年,磁悬浮列车采用新技术后,时速将达1000公里。而当前中国的轮轨列车运营速度最高时速为496公里 (法国 TGV 电气火车最高时速在2007年的测试中达到过574.8公里/小时)。
2、缺点
据称,在陆地上的交通工具没有轮子是很危险的。要克服很大的惯性,只有通过轮子与轨道的制动力来克服。磁悬浮列车没有轮子,如果突然停电,靠滑动摩擦是很危险的。
而对于磁悬浮,当遭遇突然停电,采取的是机械臂锁死轨道强制停车,这正是磁悬浮相对于轮轨滑动摩擦制动方式而言会更加危险,会导致车毁人亡的悲剧,国外无一例建造正是此特点。
此外,磁悬浮列车又是高架的,发生事故时在5米高处救援很困难,没有轮子,拖出事故现场困难;若区间停电,其他车辆、吊机也很难靠近。但是相比较于其他轮轨铁路,不论高铁、地铁,还是轻轨,也同样是高架的。
2006年,德国磁悬浮控制列车在试运行途中与一辆维修车相撞,报道称车上共29人,当场死亡23人,实际死亡25人,4人重伤。这说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力不可靠,不如轮轨列车。说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力远远比不上轮轨列车,且安全性没有轮轨火车高(轮轨安全性高数十倍)。
参考资料来源:百度百科-磁悬浮技术
参考资料来源:百度百科-磁悬浮列车
1、为小型磁悬浮列车生产准备工具和材料,在进行磁悬浮工作之前,准备好工具和材料,如纸杯、磁铁、铁夹子、小木棍、小螺丝和线,如下图所示。
2、把铁夹子夹在吸铁石上,放在桌子上,下一步,将铁夹夹在磁铁上,放在桌子上,如下图所示。
3、把纸杯、小木棍和带磁铁的夹子放在一起,准备组合,然后,将纸杯、小木棒和带磁铁的夹子放在一起,准备组合,如下图所示。
4、把夹子挂在小木棍上,放在纸杯的中间,接下来,把夹子挂在小木棍上,放在纸杯中间,如下图所示。
5、用铁丝绑住小螺丝,用小木棍包好,用于磁悬浮试验,然后用铁丝将小螺丝绑好,缠绕在小木棍上,为磁悬浮试验做准备,如下图所示。
6、用左手提起夹子,放下,把用铁丝挂着的小螺丝放在纸杯附近,然后,用左手拿起吸石夹,向上提起并放下,用右手绑好的小螺丝把小木棍拿起来,把用铁丝挂着的小螺丝放在纸杯附近,如下图所示。
7、检查磁悬浮小批量生产的效果,通过观测探索磁悬浮原理,最后,验证了磁悬浮小批量生产的效果,通过观察,可以看出小螺丝在纸杯附近摆动,就像跳舞一样,当磁铁夹在棍子上摆动时,磁场会不断变化,导致小螺丝上磁力的变化,使小螺丝不断摆动。
磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具,磁悬浮列车分为超导型和常导型两大类。简单地说,从内部技术而言,两者在系统上存在着是利用磁斥力、还是利用磁吸力的区别。从外部表象而言,两者存在着速度上的区别:超导型磁悬浮列车最高时速可达500公里以上(高速轮轨列车的最高时速一般为300—350公里),在1000至1500公里的距离内堪与航空竞争;而常导型磁悬浮列车时速为400~500公里,它的中低速则比较适合于城市间的长距离快速运输。这两种类型在经济技术等指标上各有高下。
与传统的轮轨铁路相比,磁悬浮列车在速度上的优势是不言而喻的。它比较突出的优点还在于因为采用电力而不是燃油驱动,使得其发展较少受能源结构特别是燃油供应方面的限制;同样也就无有害气体排放,利于环保;而且对磁悬浮列车的维修主要集中在电子技术方面,不再需要大量的体力劳动。除此之外,列车启动、停车快、爬坡能力强也是磁悬浮列车优于传统的轮轨铁路的地方。
磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力(即磁的吸力和排斥力)来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,行走时不需接触地面,因此其阻力只有空气的阻力
1、导向方式
磁悬浮列车利用电磁力的作用进行导向。现按常导磁吸式和超导磁斥式两种情况简述如下。
常导磁吸式的导向系统与悬浮系统类似,是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。车体与导向轨侧面之间保持一定间隙。
当车辆左右偏移时,车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用,使车辆恢复到正常位置。控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制来保持这一侧向间隙,从而达到控制列车运行方向的目的。
超导磁斥式的导向系统可以采用以下 3 种方式构成:
(1)在车辆上安装机械导向装置实现列车导向。这种装置通常采用车辆上的侧向导向辅助轮, 使之与导向轨侧面相互作用(滚动摩擦)以产生复原力,这个力与列车沿曲线运行时产生的侧向力相平衡,从而使列车沿着导向轨中心线运行。
(2)在车辆上安装专用的导向超导磁铁,使之与导向轨侧向的地面线圈和金属带产生磁斥力,该力与列车的侧向作用力相平衡,使列车保持正确的运行方向。这种导向方式避免了机械摩擦,只要控制侧向地面导向线圈中的电流,就可以使列车保持一定的侧向间隙。
(3)利用磁力进行导引的“零磁通量”导向系铺设“8” 字形的封闭线圈。当列车上设置的超导磁体位于该线圈的对称中心线上时,线圈内的磁场为零;而当列车产生侧向位移时,“8”字形的线圈内磁场为零,并产生一个反作用力以平衡列车的侧向力,使列车回到线路中心线的位置。
2、推进方式
磁悬浮列车推进系统最关键的技术是把旋转电机展开成直线电机。它的基本构成和作用原理与普通旋转电机类似,展开以后,其传动方式也就由旋转运动变为直线运动。
常导磁吸式磁悬浮采用短定子异步直线电机。在车上安装三相电枢绕组,轨道上安装感应轨。采用车上供电方式。这种方式结构比较简单,容易维护,造价低,适用于中低速城市运输及近郊运输以及作为短程旅游线系统;主要缺点是功率偏低,不利于高速运行。
其中TR 型快速动车和上海引进 的 Transrapid 06 号磁悬浮列车,以及日本的 HSST型磁悬浮列车都采用这种形式。超导磁斥式磁悬浮采用长定子同步直线电机。其超导电磁体安装在车辆上,在轨道沿线设置无源闭合线圈或非磁性金属板。
作为磁浮装置的超导电磁线圈的采用,为直线同步电机的激磁线圈处 于超导状态提供了方便条件。它们可以共存于同一 个冷却系统,或者同一线圈同时起到悬浮、导向和推进的作用。
高速长定子同步直线电机牵引系统的构成相对复杂。地面牵引系统,供电一个区间(长约30km)区间又分成许多段(约300-1000 m),每段只有列车通过时供电,各段切换由触点真空开关完成。
为使列车在段间不冲动,需两组逆变器轮 流供电,其特点为大功率、高压、大电流。动力在地面的优势有路轨电机的功率强以及车辆的设计简化、重量轻。适用于高速和超高速磁悬浮铁路。日本和加拿大决定发展这种磁悬浮系统。
4、列车动能
“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。
只是把电动机的“转子”布置在列车上,将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”,“定子”间的相互作用,将电能转化为前进的动能。
我们知道,电动机的“定子”通电时,通过电流对磁场的作用就可以推动“转子”转动。不过耗电量巨大,就像一个个电动机铺满轨道,当向轨道这个“定子”输电时,通过电流对磁场的作用,列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。
扩展资料:
磁悬浮技术优缺点
1、优点
磁悬浮列车有许多优点:列车在铁轨上方悬浮运行,铁轨与车辆不接触,不但运行速度非常快,可以超过500 千米/小时,;无噪音,不排出有害的废气,有利于环境保护。由于无需车轮,不存在轮轨摩擦而产生的轮对磨损,减少了维护工作量和经营成本。
它是21 世纪理想的超级特别快车,世界各国都十分重视发展磁悬浮列车。至2012年,中国和日本、德国、英国、美国等国都在积极研究这种车。日本的超导磁悬浮列车已经过在轨试验,即将进入实用阶段,运行时速可达300千米以上。
磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙(一般为1—10cm),因此运行安全、平稳舒适、无噪声,可以实现全自动化运行。
磁悬浮列车的使用寿命可达35年,而普通轮轨列车只有20—25年。磁悬浮列车路轨的寿命是80年,普通路轨只有60年。目前的最高时速是日本L0型磁悬浮列车在2015年达到的603公里/小时。
据德国科学家预测,到20年,磁悬浮列车采用新技术后,时速将达1000公里。而当前中国的轮轨列车运营速度最高时速为496公里 (法国 TGV 电气火车最高时速在2007年的测试中达到过574.8公里/小时)。
2、缺点
据称,在陆地上的交通工具没有轮子是很危险的。要克服很大的惯性,只有通过轮子与轨道的制动力来克服。磁悬浮列车没有轮子,如果突然停电,靠滑动摩擦是很危险的。
而对于磁悬浮,当遭遇突然停电,采取的是机械臂锁死轨道强制停车,这正是磁悬浮相对于轮轨滑动摩擦制动方式而言会更加危险,会导致车毁人亡的悲剧,国外无一例建造正是此特点。
此外,磁悬浮列车又是高架的,发生事故时在5米高处救援很困难,没有轮子,拖出事故现场困难;若区间停电,其他车辆、吊机也很难靠近。但是相比较于其他轮轨铁路,不论高铁、地铁,还是轻轨,也同样是高架的。
2006年,德国磁悬浮控制列车在试运行途中与一辆维修车相撞,报道称车上共29人,当场死亡23人,实际死亡25人,4人重伤。这说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力不可靠,不如轮轨列车。说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力远远比不上轮轨列车,且安全性没有轮轨火车高(轮轨安全性高数十倍)。
参考资料来源:百度百科-磁悬浮技术
参考资料来源:百度百科-磁悬浮列车
列车悬浮利用了什么原理
同性磁性相斥的原理。列车悬浮采用磁力悬浮技术,磁力悬浮技术利用了同性磁性相斥的原理。在磁力悬浮列车中,列车底部装有超导磁体,当电流通过时,产生强大的磁场。轨道上铺设的良导体薄板也会产生磁场。当两个磁场相遇时,因为同性磁极相斥的原理,列车被推向上方,实现了悬浮。悬浮减少了列车与轨道之间的摩擦...
悬浮列车是利用什么原理实现悬浮的
1. 磁悬浮技术是悬浮列车实现悬浮的基础。2. 磁悬浮技术利用磁场的排斥力或吸引力来产生悬浮力。3. 在悬浮列车的轨道上安装有磁极,列车本身则配备磁性材料。4. 磁极之间的相互作用使列车与轨道保持一定间隙,实现悬浮。5. 悬浮列车因此能够减少摩擦,提高运行速度和效率。6. 悬浮列车的优点还包括低噪音...
磁悬浮列车的原理是什么
1、它是运用磁铁“同相斥,异相吸”的质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁悬浮”。科学家将“磁悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达几百公里以上。——这就是所谓的“磁悬浮列车”。2、由于磁铁有同相斥和异相吸两种形式,故磁悬浮列车...
悬浮列车是利用什么原理实现悬浮的
悬浮列车是利用磁悬浮技术实现悬浮的。磁悬浮技术是一种利用磁场的排斥力或吸引力,使列车和轨道之间产生间隙,从而实现悬浮的技术。悬浮列车的轨道上会安装一组磁极,而列车则会安装一些磁性材料,通过磁极之间的相互排斥或吸引,使列车和轨道之间保持距离,从而实现悬浮。悬浮列车的优点包括速度快、噪音小、震...
磁悬浮列车原理是什么
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。磁悬浮列车的基本原理,就是利用“同性相斥、异性相吸”的电磁原理,让磁铁对抗地心引力,让车辆悬浮起来,然后利用电磁力引导,推动列车前行。
磁悬浮列车是利用什么原理悬浮起来的?
磁悬浮列车的工作原理可以归纳为三个基本原理。第一个原理是电磁感应:当磁场改变时,金属上的电子会移动并产生电流。第二个原理是电流的磁效应:当电流在电线或金属中流动时,会产生磁场。第三个原理是磁铁间的相互作用:同极性相斥,异极性相吸。磁悬浮列车的工作机制是这样的:磁铁从金属轨道上方经过,...
悬浮列车是利用什么原理实现悬浮的?
悬浮列车是利用磁悬浮的原理实现悬浮的。电磁悬浮系统是一种吸力悬浮系统,是结合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。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...
磁悬浮列车的工作原理是什么?
磁悬浮列车是一种利用磁力原理实现减小摩擦阻力的高效交通工具。它通过磁的吸引力或排斥力,使得列车在行驶过程中悬浮在轨道上方,与轨道保持一定距离,从而大大降低与轨道的摩擦阻力,仅受到空气阻力的影响。磁悬浮列车的最大亮点在于其极高的速度,最高速度可超过500公里每小时,这使得它有望成为除飞机外的...
磁悬浮列车的工作原理是什么
磁悬浮列车的工作原理:通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,减少了摩擦力,行走时不同于其他列车需要接触地面,只受来自空气的阻力。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,减少了摩擦力,行走时不同于其他列车需要接触...
悬浮列车是利用什么原理实现悬浮的
原理是同名磁极相斥,异名磁极相吸。磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,通过运用磁铁“同名磁极相斥,异名磁极相吸”的性质,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达几百公里以上。
牢供辰兰:[答案] 磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具,磁悬浮列车分为超导型和常导型两大类.简单地说,从内部技术而言,两者在系统上存在着是利用磁斥力、还是利用磁吸力的区别.从外部表象而言,两者存在着速度上的区别...
阳信县19176238736: 磁悬浮列车是怎样根据何原理运行的? - ?
牢供辰兰: 磁悬浮列车的原理是运用磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”.这种原理运用在铁路运输系统上,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达几百公里以上.这就是所谓的...
阳信县19176238736: 磁悬浮列车是什么原理,为什么速度快,安全性能怎样? - ?
牢供辰兰: 磁悬浮是依靠电产生的磁力利用同 性相斥使其浮起来,加上驱动系统.它运行时只与空气接触,不与其他物体接触,阻力小,速度就提升了.安全性非常高,至今还没听说有磁悬浮出事的
阳信县19176238736: 磁悬浮列车的原理是什么?他和地面接触吗? - ?
牢供辰兰:[答案] 磁悬浮列车的原理并不深奥.它是运用磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”.科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达...
阳信县19176238736: 磁悬浮列车是根据什么和什么原理制成的 - ?
牢供辰兰: 磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成.尽管可以使用与磁力无关的推进系统,但在目前的绝大部分设计中,这三部分的功能均由磁力来完成.[1]悬浮方式 (1)磁浮有3个基本原理.第一个原理是当靠近金属的磁场改...
阳信县19176238736: (五年级科学上)磁悬浮列车利用了什么原理? - ?
牢供辰兰:[答案] 磁悬浮列车是一种利用磁极间吸引力和排斥力的高科技交通工具.简单地说,排斥力使列车悬起来、吸引力让列车开动.列车上装有电磁体,铁路底部则安装着线圈.通电后,地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持...
阳信县19176238736: 磁悬浮列车运行原理是什么? - ?
牢供辰兰: 是利用常导或超导电磁铁与感应磁场之间产生相互吸引或排斥力,使列车“悬浮”在轨道后或下面,作无摩擦的运行,从而克服了传统列车车轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题,并且具有启动、停车快和爬坡能力强等优点. 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,同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥.列车前进时,线圈里流动的电流方向就反过来,即原来的S极变成N极,N极变成S极.循环交替,列车就向前奔驰.磁悬浮列车利用“同名磁极相斥,异名磁极相吸”的原理,让磁铁具有抗拒地心引力的能力,使车体完全脱离轨道,悬浮在距离轨道约1厘米处,腾空行驶,创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹.
阳信县19176238736: 磁悬浮列车用磁力悬浮,但又是靠什么推动前进的呢,具体原理是什么 - ?
牢供辰兰:[答案] 把两块磁铁相同的一极靠近,它们就相互排斥,反之,把相反的一极靠近,它们就互相吸引.托起磁悬浮列车的,其实就是这两种吸引力与排斥力. 磁悬浮列车实际上是依靠磁吸力或斥力将列车悬浮于空中并进行导向,实现列车与地面轨道间的无机械...
阳信县19176238736: 磁悬浮列车是利用()的磁力悬浮起来的? - ?
牢供辰兰:[答案] 磁悬浮列车利用“同名磁极相斥,异名磁极相吸”的原理,让磁铁具有抗拒地心引力的能力,使车体完全脱离轨道,悬浮在距离轨道约1厘米处,腾空行驶,创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹. 由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,故磁悬...