磁(ci)懸浮(fu)列(lie)車主(zhu)要由懸浮(fu)系統、推進系統和導向系統三大部分(fen)(fen)組成(cheng)。盡(jin)管(guan)可以使用與(yu)磁(ci)力無關(guan)的(de)推進系統,但在目(mu)前的(de)絕大部分(fen)(fen)設計中,這(zhe)三部分(fen)(fen)的(de)功(gong)能均由磁(ci)力來完(wan)成(cheng)。
(1)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)浮(fu)(fu)(fu)有3個(ge)(ge)基本(ben)原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)。第一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)是(shi)(shi)當靠(kao)近(jin)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)改(gai)變(bian),金(jin)屬上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)會(hui)移(yi)動,并且產生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)流(liu)。第二個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)就(jiu)是(shi)(shi)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)效應。當電(dian)(dian)流(liu)在(zai)電(dian)(dian)線(xian)或一(yi)(yi)(yi)塊(kuai)金(jin)屬中(zhong)(zhong)流(liu)動時,會(hui)產生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)。通(tong)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)圈就(jiu)成了一(yi)(yi)(yi)塊(kuai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)浮(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第三個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)我們(men)就(jiu)再熟悉不(bu)過(guo)了,磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)間會(hui)彼此(ci)作用(yong),同(tong)(tong)極(ji)性(xing)相斥,異(yi)極(ji)性(xing)相吸。現在(zai)看(kan)看(kan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)浮(fu)(fu)(fu)是(shi)(shi)如何(he)作用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de):磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)從(cong)一(yi)(yi)(yi)塊(kuai)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)方(fang)經過(guo),金(jin)屬上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)因磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)改(gai)變(bian)而開(kai)始移(yi)動 (原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)一(yi)(yi)(yi))。電(dian)(dian)子(zi)形(xing)成回路,所(suo)以接著(zhu)也產生(sheng)(sheng)了本(ben)身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)二)。圖 1 以最(zui)簡單的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)來表(biao)達這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)過(guo)程,移(yi)動中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)使金(jin)屬中(zhong)(zhong)出現一(yi)(yi)(yi)塊(kuai)假想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。 這(zhe)(zhe)塊(kuai)假想磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)具(ju)有方(fang)向性(xing),因是(shi)(shi)同(tong)(tong)極(ji)性(xing)相對,因此(ci) 會(hui)對原(yuan)(yuan)(yuan)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)產生(sheng)(sheng)斥力(li)(li)。也就(jiu)是(shi)(shi)說(shuo),如果(guo)原(yuan)(yuan)(yuan)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)是(shi)(shi)北極(ji)在(zai)下,假想磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)則是(shi)(shi)北極(ji)在(zai)上(shang)(shang);反之亦然。因為(wei)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)極(ji)相斥(原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)三),讓(rang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)在(zai)一(yi)(yi)(yi)塊(kuai)金(jin)屬上(shang)(shang)方(fang)移(yi)動,結果(guo)會(hui)對移(yi)動中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)產生(sheng)(sheng)一(yi)(yi)(yi)股(gu)往上(shang)(shang)推動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)量(liang)。如果(guo)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)移(yi)動得(de)足夠(gou)快(kuai),這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)力(li)(li)量(liang)會(hui)大得(de)足以克(ke)服(fu)向下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重力(li)(li),舉起移(yi)動中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)。 所(suo)以當磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)移(yi)動時,會(hui)使得(de)自己浮(fu)(fu)(fu)在(zai)金(jin)屬上(shang)(shang)方(fang),并靠(kao)著(zhu)本(ben)身電(dian)(dian)子(zi)移(yi)動產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)量(liang)保持(chi)浮(fu)(fu)(fu)力(li)(li)。這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)過(guo)程就(jiu)是(shi)(shi)所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)浮(fu)(fu)(fu),這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)可以適(shi)用(yong)在(zai)列車上(shang)(shang)。下面介紹(shao)常導(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)吸式(shi)(EMS)和超導(dao)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)斥式(shi) (EDS)列車的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)體運(yun)行(xing)原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)。
常(chang)導磁(ci)(ci)吸(xi)式(EMS) 利用(yong)裝在車輛兩側轉向架上(shang)的常(chang)導電(dian)磁(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(懸(xuan)浮(fu)電(dian)磁(ci)(ci)鐵(tie)(tie))和鋪設(she)在線路導軌(gui)上(shang)的磁(ci)(ci)鐵(tie)(tie),在磁(ci)(ci)場作用(yong)下產生的吸(xi)引力(li)使車輛浮(fu)起(qi),見圖2所示。車輛和軌(gui)面之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的間(jian)(jian)隙(xi)與(yu)吸(xi)引力(li)的大小成反比。為(wei)了保(bao)證(zheng)這(zhe)種(zhong)懸(xuan)浮(fu)的可(ke)靠性和列車運行的平穩,使直線電(dian)機有較高(gao)的功率,必須精(jing)確(que)地控制(zhi)電(dian)磁(ci)(ci)鐵(tie)(tie)中的電(dian)流(liu),使磁(ci)(ci)場保(bao)持穩定(ding)的強度(du)和懸(xuan)浮(fu)力(li),使車體與(yu)導軌(gui)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)保(bao)持大約10 mm的間(jian)(jian)隙(xi)。通(tong)常(chang)采用(yong)測(ce)量間(jian)(jian)隙(xi)用(yong)的氣隙(xi)傳感器來進行系統的反饋控制(zhi)。這(zhe)種(zhong)懸(xuan)浮(fu)方式不(bu)需要(yao)設(she)置專(zhuan)用(yong)的著(zhu)地支撐裝置和輔助(zhu)的著(zhu)地車輪(lun),對(dui)控制(zhi)系統的要(yao)求也可(ke)以稍(shao)低(di)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(yin)此,超(chao)(chao)導(dao)(dao)磁斥式(shi)就是利(li)用置于(yu)車(che)(che)輛(liang)上的(de)超(chao)(chao)導(dao)(dao)磁體(ti)(ti)與(yu)鋪(pu)設在軌道上的(de)無源線圈之間(jian)(jian)(jian)的(de)相對運動,來(lai)產生(sheng)懸(xuan)浮力(li)將車(che)(che)體(ti)(ti)抬起來(lai)的(de)。如圖3所(suo)示(shi)。由于(yu)超(chao)(chao)導(dao)(dao)磁體(ti)(ti)的(de)電阻(zu)為零,在運行中幾乎(hu)不消耗能量,而且磁場強度很大。在超(chao)(chao)導(dao)(dao)體(ti)(ti)和(he)導(dao)(dao)軌之間(jian)(jian)(jian)產生(sheng)的(de)強大排斥力(li),可使車(che)(che)輛(liang)浮起。當車(che)(che)輛(liang)向下位移時(shi),超(chao)(chao)導(dao)(dao)磁體(ti)(ti)與(yu)懸(xuan)浮線圈的(de)間(jian)(jian)(jian)距(ju)減(jian)小(xiao)電流(liu)增(zeng)大, 使懸(xuan)浮力(li)增(zeng)加,又使車(che)(che)輛(liang)自動恢復到(dao)原來(lai)的(de)懸(xuan)浮位置。這個間(jian)(jian)(jian)隙與(yu)速度的(de)大小(xiao)有關(guan),一般到(dao)100km/h時(shi)車(che)(che)體(ti)(ti)才能懸(xuan)浮。因(yin)此,必須在車(che)(che)輛(liang)上裝(zhuang)設機(ji)械輔(fu)助支(zhi)(zhi)承裝(zhuang)置,如輔(fu)助支(zhi)(zhi)持輪及(ji)相應(ying)的(de)彈簧支(zhi)(zhi)承,以(yi)保證列車(che)(che)安(an)全可靠地著(zhu)地。控(kong)制系統應(ying)能實現起動和(he)停車(che)(che)的(de)精確控(kong)制。
磁(ci)(ci)懸(xuan)浮列(lie)車利用電磁(ci)(ci)力(li)的作用進(jin)行導向。現按(an)常導磁(ci)(ci)吸式(shi)和超導磁(ci)(ci)斥(chi)式(shi)兩種(zhong)情(qing)況簡述如下。
常導(dao)(dao)磁(ci)(ci)吸式的(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)向(xiang)系統(tong)(tong)與懸浮系統(tong)(tong)類(lei)似,是在車(che)輛(liang)側(ce)面(mian)安裝一組專門用于導(dao)(dao)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)(ci)鐵(tie)。車(che)體與導(dao)(dao)向(xiang)軌(gui)(gui)側(ce)面(mian)之(zhi)間(jian)(jian)保持一定間(jian)(jian)隙(xi)。當車(che)輛(liang)左(zuo)右偏移時,車(che)上的(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)向(xiang)電(dian)磁(ci)(ci)鐵(tie)與導(dao)(dao)向(xiang)軌(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)側(ce)面(mian)相互作用,使車(che)輛(liang)恢復到正常位置。控(kong)制系統(tong)(tong)通過對導(dao)(dao)向(xiang)磁(ci)(ci)鐵(tie)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)流進行(xing)(xing)控(kong)制來(lai)保持這(zhe)一側(ce)向(xiang)間(jian)(jian)隙(xi),從(cong)而達到控(kong)制列車(che)運行(xing)(xing)方(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。
超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)磁(ci)斥(chi)(chi)式的(de)(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)系(xi)統可(ke)以(yi)采用(yong)(yong)(yong)(yong)以(yi)下(xia) 3 種(zhong)方(fang)式構成: ①在車(che)(che)(che)輛上(shang)(shang)安(an)裝機械導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裝置實現列車(che)(che)(che)導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。這(zhe)種(zhong)裝置通(tong)常(chang)采用(yong)(yong)(yong)(yong)車(che)(che)(che)輛上(shang)(shang)的(de)(de)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)輔(fu)助輪, 使(shi)之與(yu)(yu)(yu)導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)軌(gui)(gui)側(ce)(ce)(ce)面(mian)相(xiang)互作用(yong)(yong)(yong)(yong)(滾動(dong)摩擦)以(yi)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)復(fu)原力(li),這(zhe)個(ge)力(li)與(yu)(yu)(yu)列車(che)(che)(che)沿曲線(xian)運(yun)行時(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)力(li)相(xiang)平(ping)衡,從而(er)使(shi)列車(che)(che)(che)沿著導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)軌(gui)(gui)中(zhong)心線(xian)運(yun)行。②在車(che)(che)(che)輛上(shang)(shang)安(an)裝專用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)磁(ci)鐵,使(shi)之與(yu)(yu)(yu)導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)軌(gui)(gui)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)地(di)面(mian)線(xian)圈和金屬帶產(chan)(chan)(chan)生(sheng)磁(ci)斥(chi)(chi)力(li),該(gai)力(li)與(yu)(yu)(yu)列車(che)(che)(che)的(de)(de)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)作用(yong)(yong)(yong)(yong)力(li)相(xiang)平(ping)衡,使(shi)列車(che)(che)(che)保(bao)持正確的(de)(de)運(yun)行方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。這(zhe)種(zhong)導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)方(fang)式避免了機械摩擦,只要控制側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)地(di)面(mian)導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)線(xian)圈中(zhong)的(de)(de)電流,就可(ke)以(yi)使(shi)列車(che)(che)(che)保(bao)持一定(ding)的(de)(de)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)間隙(xi)。 ③利用(yong)(yong)(yong)(yong)磁(ci)力(li)進行導(dao)(dao)(dao)(dao)引的(de)(de)“零(ling)磁(ci)通(tong)量”導(dao)(dao)(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)系(xi)鋪設(she)“8” 字形(xing)的(de)(de)封閉線(xian)圈。當列車(che)(che)(che)上(shang)(shang)設(she)置的(de)(de)超(chao)(chao)導(dao)(dao)(dao)(dao)磁(ci)體(ti)位于該(gai)線(xian)圈的(de)(de)對稱中(zhong)心線(xian)上(shang)(shang)時(shi)(shi),線(xian)圈內的(de)(de)磁(ci)場為零(ling);而(er)當列車(che)(che)(che)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)位移時(shi)(shi),“8”字形(xing)的(de)(de)線(xian)圈內磁(ci)場為零(ling),并產(chan)(chan)(chan)生(sheng)一個(ge)反作用(yong)(yong)(yong)(yong)力(li)以(yi)平(ping)衡列車(che)(che)(che)的(de)(de)側(ce)(ce)(ce)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)力(li),使(shi)列車(che)(che)(che)回到線(xian)路中(zhong)心線(xian)的(de)(de)位置。
磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)(fu)列車(che)(che)推進系(xi)(xi)統(tong)(tong)最關(guan)鍵的(de)技術(shu)是(shi)把旋轉電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)展開(kai)成(cheng)直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)。它的(de)基(ji)本構(gou)成(cheng)和(he)(he)作用(yong)(yong)原理與普通旋轉電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)類似(si),展開(kai)以后(hou),其傳動(dong)(dong)(dong)方(fang)(fang)式(shi)也就由旋轉運動(dong)(dong)(dong)變為直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)運動(dong)(dong)(dong)。常導(dao)磁(ci)吸式(shi)磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)(fu)采(cai)用(yong)(yong)短定(ding)子異步(bu)直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)。在車(che)(che)上安裝(zhuang)(zhuang)三相電(dian)(dian)樞繞(rao)組(zu)(zu),軌道上安裝(zhuang)(zhuang)感應軌。采(cai)用(yong)(yong)車(che)(che)上供(gong)(gong)電(dian)(dian)方(fang)(fang)式(shi)。這種(zhong)方(fang)(fang)式(shi)結構(gou)比較簡單,容易維護,造價(jia)低,適用(yong)(yong)于(yu)中低速(su)(su)城市運輸及近郊運輸以及作為短程旅游(you)線(xian)(xian)(xian)系(xi)(xi)統(tong)(tong);主要缺點是(shi)功率偏低,不利于(yu)高(gao)(gao)速(su)(su)運行。其中TR 型(xing)快速(su)(su)動(dong)(dong)(dong)車(che)(che)和(he)(he)上海引進 的(de) Transrapid 06 號磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)(fu)列車(che)(che),以及日本的(de) HSST型(xing)磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)(fu)列車(che)(che)都(dou)采(cai)用(yong)(yong)這種(zhong)形式(shi)。超(chao)導(dao)磁(ci)斥式(shi)磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)(fu)采(cai)用(yong)(yong)長(chang)定(ding)子同步(bu)直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)。其超(chao)導(dao)電(dian)(dian)磁(ci)體安裝(zhuang)(zhuang)在車(che)(che)輛上,在軌道沿線(xian)(xian)(xian)設(she)置(zhi)無源閉合線(xian)(xian)(xian)圈(quan)或非磁(ci)性(xing)金屬板(ban)。作為磁(ci)浮(fu)(fu)(fu)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)超(chao)導(dao)電(dian)(dian)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)的(de)采(cai)用(yong)(yong),為直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)同步(bu)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)激磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)處 于(yu)超(chao)導(dao)狀態提供(gong)(gong)了方(fang)(fang)便條件。它們(men)可以共存于(yu)同一 個冷卻系(xi)(xi)統(tong)(tong),或者(zhe)同一線(xian)(xian)(xian)圈(quan)同時(shi)起(qi)到懸(xuan)浮(fu)(fu)(fu)、導(dao)向和(he)(he)推進的(de)作用(yong)(yong)。高(gao)(gao)速(su)(su)長(chang)定(ding)子同步(bu)直(zhi)(zhi)線(xian)(xian)(xian)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)牽(qian)引系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)構(gou)成(cheng)相對復雜。地(di)面牽(qian)引系(xi)(xi)統(tong)(tong),供(gong)(gong)電(dian)(dian)一個區(qu)間(長(chang)約30km)區(qu)間又(you)分成(cheng)許多段(duan)(約300-1000 m),每段(duan)只有列車(che)(che)通過時(shi)供(gong)(gong)電(dian)(dian),各段(duan)切換由觸點真(zhen)空開(kai)關(guan)完成(cheng)。為使列車(che)(che)在段(duan)間不沖動(dong)(dong)(dong),需兩(liang)組(zu)(zu)逆變器輪 流(liu)供(gong)(gong)電(dian)(dian),其特點為大功率、高(gao)(gao)壓、大電(dian)(dian)流(liu)。動(dong)(dong)(dong)力在地(di)面的(de)優勢有路軌電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)功率強以及車(che)(che)輛的(de)設(she)計(ji)簡化(hua)、重量輕。適用(yong)(yong)于(yu)高(gao)(gao)速(su)(su)和(he)(he)超(chao)高(gao)(gao)速(su)(su)磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)(fu)鐵(tie)路。日本和(he)(he)加拿大決定(ding)發展這種(zhong)磁(ci)懸(xuan)浮(fu)(fu)(fu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)。
“常導型”磁懸浮列車及軌道和電動機的工作原理完全相同(tong)。
只是把電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機的(de)“轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)”布置在(zai)(zai)列(lie)車(che)上(shang),將電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機的(de)“定子(zi)(zi)”鋪設(she)在(zai)(zai)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)上(shang)。通(tong)過“轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)”,“定子(zi)(zi)”間的(de)相互作用(yong),將電(dian)(dian)(dian)能轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化(hua)為前進(jin)的(de)動(dong)(dong)能。我們知(zhi)道(dao)(dao)(dao),電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機的(de)“定子(zi)(zi)”通(tong)電(dian)(dian)(dian)時,通(tong)過電(dian)(dian)(dian)流對磁場(chang)的(de)作用(yong)就可以推動(dong)(dong)“轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)”轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)。不過耗電(dian)(dian)(dian)量巨(ju)大(da),就像一個(ge)個(ge)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機鋪滿軌(gui)道(dao)(dao)(dao),當(dang)向(xiang)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)這個(ge)“定子(zi)(zi)”輸電(dian)(dian)(dian)時,通(tong)過電(dian)(dian)(dian)流對磁場(chang)的(de)作用(yong),列(lie)車(che)就像電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機的(de)“轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)”一樣被推動(dong)(dong)著做直(zhi)線運(yun)動(dong)(dong)。
磁浮(fu)技術(shu)分為軌道(dao)、車輛(liang)、牽(qian)引、運行控(kong)制(zhi)四大系統(tong),有(you)16項核心(xin)技術(shu)。德(de)國、日(ri)本與中(zhong)國為世界上目前有(you)磁浮(fu)列車試驗或(huo)營運路線的(de)國家。
正在測試項目
——美國圣(sheng)迭戈(ge):美國通用原子公(gong)司在圣(sheng)迭戈(ge)建造(zao)了一條長(chang)120米的(de)(de)磁懸(xuan)浮軌道,目的(de)(de)是為(wei)聯合(he)太(tai)平洋(yang)鐵路公(gong)司將要在洛杉(shan)磯建造(zao)的(de)(de)一條8公(gong)里的(de)(de)運載線路提(ti)供測試。
——德國埃姆斯蘭縣:Transrapid擁有31.5公里(li)(li)的軌道,定期(qi)運(yun)行的速度最高(gao)達420公里(li)(li)每(mei)小時。
——日(ri)(ri)本(ben)JR磁浮:日(ri)(ri)本(ben)研(yan)發的(de)(de)超導體(ti)磁浮列車(che)由(you)東海旅客鐵道(JR東海)和鐵道總合技術研(yan)究所(JR總研(yan))主導。首列實驗(yan)列車(che)JR-Maglev MLX01從(cong)1970年代開(kai)始研(yan)發,并且在山梨縣建造了五(wu)節車(che)廂的(de)(de)實驗(yan)車(che)和軌道。在2003年12月2日(ri)(ri)最高速達到(dao)581km/h(361 mph)。在2015年更創(chuang)下了603/h的(de)(de)速度,創(chuang)下有車(che)廂車(che)輛的(de)(de)陸(lu)地極速。
——美國聯(lian)邦運輸管理局(ju)(FTA)城(cheng)市磁浮技術示范(fan)(UMTD)計劃
——中國西南交通大學:2003 年,西南交大在四川成都青山磁懸(xuan)浮(fu)(fu)列車線完工,該磁懸(xuan)浮(fu)(fu)試驗(yan)軌(gui)道長(chang) 420 米,主要針對觀(guan)光游客, 票價低于出租轎車費。
運營系統
——日本:日本東部丘陵線
——中國上海:上海磁浮示范運(yun)營線
——韓國仁川:仁川機場磁懸浮(fu)線
——中國長沙:長沙中低速磁浮線
建設中系統
——美國(guo)佐治(zhi)亞州:Powder Springs:AMT Test Track
——日(ri)本:東京-名古(gu)屋-大阪 中央新干線(xian)
——中國北京(jing):北京(jing)S1號線
運行時速歷史
1971年(nian):西(xi)德,Prinzipfahrzeug,90 km/h
1971年:西德,TR—02(TSST)—164 km/h
1972年:日本,ML100,60 km/h,(載人)
1973年:西德,TR04,250 km/h(載人)
1974年(nian):西德,EET—01,230 km/h(無人)
1975年:西德,Komet,401.3 km/h(由蒸汽火箭推進(jin),無人)
1978年:日(ri)本,HSST—01,307.8 km/h(由蒸汽火箭推進,日(ri)產汽車制造,無人(ren))
1978年:日本,HSST—02,110 km/h(載(zai)人)
1979年12月12日:日本,ML—500R,504 km/h(無人)第一次(ci)突破500 km/h
1979年12月(yue)21日:日本,ML—500R,517 km/h(無人)
1987年:西德,TR—06,406 km/h(載人)
1987年:日本,MLU001,400. km/h(載人)
1988年:西德,TR—06,412.6 km/h(載人)
1989年:西德,TR—07,436 km/h(載(zai)人)
1993年:德國,TR—07,450 km/h(載人)
1994年:日(ri)本,MLU002N,431 km/h(無人(ren))
1997年:日本(ben),MLX01,531 km/h(載人)
1997年:日(ri)本,MLX01,550 km/h(無人)
1999年(nian):日本,MLX01,548 km/h(無(wu)人)
1999年:日(ri)本,MLX01,552 km/h (載(zai)人/5輛(liang)編組) 吉尼斯世界紀錄認可
2003年:中國,Transrapid SMT(德國提供(gong)技術所建設,第一(yi)條商業運(yun)行路(lu)線),501.5 km/h
2003年:日(ri)本,MLX01,581 km/h(載人/3輛(liang)編組(zu))吉尼斯世界紀錄(lu)認可
2015年: 日本,L0,590 km/h(載人/7輛(liang)編組(zu))
2015年4月: 日本,L0,603 km/h(載白鼠/7輛(liang)編組)
磁懸(xuan)浮(fu)列(lie)車(che)的(de)車(che)窗是安全玻璃(li)(li),乘客(ke)可(ke)以更好的(de)觀(guan)賞窗外的(de)風景(jing)。 減速(su)玻璃(li)(li)在(zai)與車(che)體接觸的(de)邊緣(yuan)處有弧度變(bian)形,正因為這個(ge)弧度可(ke)以使車(che)外景(jing)物在(zai)透過弧度時發(fa)生(sheng)變(bian)形,從而影響車(che)內乘客(ke)的(de)視(shi)覺,產生(sheng)視(shi)覺上的(de)減速(su)的(de)效(xiao)果。快速(su)行駛時人員(yuan)會耳鳴難受(shou)心慌心悸(ji),在(zai)擋(dang)風玻璃(li)(li)邊緣(yuan)都(dou)有漸淡的(de)點狀黑(hei)色裝飾邊,同樣(yang)也起(qi)到一定高阻(zu)效(xiao)果。