磁懸浮列車原理

磁浮有3個基本原理

第一個原理(li)是當靠近金屬的磁(ci)場改變，金屬上的電(dian)子會移動，并且產生(sheng)電(dian)流。

第二個原(yuan)理就(jiu)是電流(liu)的磁效應。當(dang)電流(liu)在電線或一塊(kuai)金(jin)屬中(zhong)流(liu)動時，會產生磁場(chang)。通電的線圈就(jiu)成了一塊(kuai)磁鐵。

磁(ci)浮(fu)的第三個(ge)原理我們就再熟悉(xi)不(bu)過了(le)，磁(ci)鐵間會彼此作用，同極性相斥，異(yi)極性相吸。

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)鐵(tie)(tie)從(cong)一(yi)(yi)(yi)塊(kuai)金(jin)屬(shu)的(de)上(shang)方經過，金(jin)屬(shu)上(shang)的(de)電子因(yin)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)改變而開始移(yi)(yi)動(dong) （原(yuan)理(li)(li)一(yi)(yi)(yi)）。電子形成(cheng)回路(lu)，所以接著(zhu)也(ye)產(chan)(chan)生(sheng)了本身的(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)（原(yuan)理(li)(li)二）。移(yi)(yi)動(dong)中(zhong)的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)使金(jin)屬(shu)中(zhong)出(chu)現一(yi)(yi)(yi)塊(kuai)假(jia)(jia)想(xiang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)。 這(zhe)塊(kuai)假(jia)(jia)想(xiang)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)具有(you)方向性，因(yin)是(shi)同極性相對，因(yin)此 會(hui)(hui)對原(yuan)有(you)的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)產(chan)(chan)生(sheng)斥(chi)力(li)。也(ye)就是(shi)說，如(ru)果原(yuan)有(you)的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)是(shi)北(bei)極在(zai)下，假(jia)(jia)想(xiang)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)則是(shi)北(bei)極在(zai)上(shang)；反(fan)之亦然。因(yin)為(wei)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)的(de)同極相斥(chi)（原(yuan)理(li)(li)三），讓磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)在(zai)一(yi)(yi)(yi)塊(kuai)金(jin)屬(shu)上(shang)方移(yi)(yi)動(dong)，結果會(hui)(hui)對移(yi)(yi)動(dong)中(zhong)的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)產(chan)(chan)生(sheng)一(yi)(yi)(yi)股往上(shang)推動(dong)的(de)力(li)量。如(ru)果磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)移(yi)(yi)動(dong)得(de)足夠快，這(zhe)個力(li)量會(hui)(hui)大(da)得(de)足以克服向下的(de)重力(li)，舉起移(yi)(yi)動(dong)中(zhong)的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)。 所以當磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)移(yi)(yi)動(dong)時，會(hui)(hui)使得(de)自己浮(fu)在(zai)金(jin)屬(shu)上(shang)方，并靠著(zhu)本身電子移(yi)(yi)動(dong)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)力(li)量保持浮(fu)力(li)。這(zhe)個過程就是(shi)所謂的(de)磁(ci)(ci)(ci)浮(fu)，這(zhe)個原(yuan)理(li)(li)可以適(shi)用在(zai)列車上(shang)。

下(xia)面(mian)介紹常導磁(ci)吸(xi)式（EMS）和超(chao)導磁(ci)斥式 （EDS）列車的具體運行原(yuan)理(li)。

常導磁吸式(EMS) 利用(yong)裝在(zai)車(che)輛兩側轉向架上的(de)(de)(de)(de)(de)常導(dao)電磁(ci)鐵(懸浮電磁(ci)鐵)和鋪設在(zai)線路導(dao)軌(gui)上的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)鐵，在(zai)磁(ci)場(chang)作用(yong)下產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)吸引力使(shi)車(che)輛浮起(qi)，見(jian)圖(tu)2所示(shi)。車(che)輛和軌(gui)面之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)隙(xi)與吸引力的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小成反比。為了保證這種(zhong)懸浮的(de)(de)(de)(de)(de)可靠性(xing)和列車(che)運行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)平穩，使(shi)直線電機(ji)有較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)功率，必須精確地控制電磁(ci)鐵中的(de)(de)(de)(de)(de)電流，使(shi)磁(ci)場(chang)保持穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)強度和懸浮力，使(shi)車(che)體與導(dao)軌(gui)之間(jian)保持大(da)約(yue)10 mm的(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)隙(xi)。通常采用(yong)測(ce)量間(jian)隙(xi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)氣隙(xi)傳感(gan)器(qi)來進行(xing)系統的(de)(de)(de)(de)(de)反饋(kui)控制。這種(zhong)懸浮方式不需要(yao)設置(zhi)專用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)著地支(zhi)撐(cheng)裝置(zhi)和輔(fu)助的(de)(de)(de)(de)(de)著地車(che)輪，對控制系統的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)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)(dao)磁(ci)(ci)斥(chi)式就是利(li)用置于車(che)(che)(che)(che)輛(liang)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)體(ti)與鋪設(she)(she)在軌道(dao)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無源線(xian)圈(quan)(quan)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)對運動，來(lai)產生懸(xuan)浮力(li)將車(che)(che)(che)(che)體(ti)抬起(qi)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。如圖(tu)3所示(shi)。由于超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電阻為零，在運行中幾(ji)乎不消(xiao)耗(hao)能(neng)量，而且(qie)磁(ci)(ci)場強度(du)很大。在超(chao)導(dao)(dao)體(ti)和(he)導(dao)(dao)軌之間(jian)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強大排斥(chi)力(li)，可使(shi)(shi)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)浮起(qi)。當車(che)(che)(che)(che)輛(liang)向下位移時，超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)體(ti)與懸(xuan)浮線(xian)圈(quan)(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)距減小電流(liu)增大， 使(shi)(shi)懸(xuan)浮力(li)增加，又使(shi)(shi)車(che)(che)(che)(che)輛(liang)自動恢復(fu)到原來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)懸(xuan)浮位置。這(zhe)個(ge)間(jian)隙與速度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小有關，一般到100km/h時車(che)(che)(che)(che)體(ti)才(cai)能(neng)懸(xuan)浮。因此，必(bi)須(xu)在車(che)(che)(che)(che)輛(liang)上裝設(she)(she)機械(xie)輔助支(zhi)承裝置，如輔助支(zhi)持(chi)輪(lun)及相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)簧(huang)支(zhi)承，以保證列(lie)車(che)(che)(che)(che)安(an)全可靠地(di)著(zhu)地(di)。控制(zhi)(zhi)系統應能(neng)實現起(qi)動和(he)停車(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)精確控制(zhi)(zhi)。

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，更好地保證乘客(ke)的乘坐體(ti)驗(yan)與安(an)全。

上海磁(ci)懸浮(fu)列車是世界上第一段投入商業運(yun)行的(de)高(gao)速(su)磁(ci)懸浮(fu)列車，設計最高(gao)運(yun)行速(su)度為每小時(shi)430公里(li)，僅次于飛(fei)機的(de)飛(fei)行時(shi)速(su)。

而(er)今(jin)中(zhong)國的輪軌(gui)列車(che)運營速度最高(gao)(gao)時速為486.1公(gong)里 （2007年(nian)法國TGV試驗(yan)電氣(qi)火車(che)在專(zhuan)用試驗(yan)軌(gui)道上測試達(da)到過574.8公(gong)里/小時的最高(gao)(gao)速度）。

上海磁懸(xuan)(xuan)浮列車(che)(che)時(shi)速430公里，它(ta)是21 世紀理想的超(chao)級(ji)特別快車(che)(che)，世界各國都十分重視發展磁懸(xuan)(xuan)浮列車(che)(che)。目前，中國和日(ri)本(ben)、德國、英國、美國都在積極研究這(zhe)種車(che)(che)。日(ri)本(ben)的超(chao)導磁懸(xuan)(xuan)浮列車(che)(che)已經過(guo)載人(ren)試驗，即(ji)將(jiang)進入實用階段，運(yun)行時(shi)速可達(da)500 千米以上。

世界(jie)第(di)一(yi)條磁(ci)(ci)懸浮(fu)列(lie)車(che)示范運(yun)營線——上海磁(ci)(ci)懸浮(fu)列(lie)車(che)，建成后(hou)，從浦(pu)東龍陽路站到浦(pu)東國際機場，三十多公里只需7～8分鐘。

磁懸浮列車與高鐵的區別

高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)是高(gao)(gao)速輪軌(gui)，基本所有火(huo)車都能上(shang)線運(yun)行(xing)。而磁(ci)(ci)懸(xuan)浮是電(dian)磁(ci)(ci)軌(gui)道，通過電(dian)磁(ci)(ci)力把列(lie)車懸(xuan)浮起(qi)來。二者原理完(wan)全不(bu)同(tong)。并(bing)且，高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)列(lie)車上(shang)不(bu)了磁(ci)(ci)懸(xuan)浮的軌(gui)道，磁(ci)(ci)懸(xuan)浮列(lie)車也上(shang)不(bu)了高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)的軌(gui)道。