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磁懸浮技術的新應用-----磁懸浮列車工作原理

作者:衡藝科技 日期:2015-05-18

ag平台真人游戏电影 www.rcelo.icu        磁懸浮列車之所以能夠懸浮在軌道上方做簡單說明:磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式,故磁懸浮列車也有兩種相應的形式:一種是利用磁鐵同性相斥原理而設計的電磁運行系統的磁懸浮列車,它利用車上超導電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產生的相斥力,使車體懸浮運行的鐵路;另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統的磁懸浮列車,它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵,在T形導軌的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板,控制電磁鐵的電流,使電磁鐵和導軌間保持10—15毫米的間隙,并使導軌鋼板的排斥力與車輛的重力平衡,從而使車體懸浮于車道的導軌面上運行。磁懸浮技術的新應用-----磁懸浮列車工作原理

1.超導磁斥式

日本磁懸浮鐵路ML系統使用低溫超導技術。它用液氮作為冷凍液,當線圈繞組達到-269攝氏度的溫度時車載線圈繞組即進入超導狀態。為了提高磁懸浮車輛上超導材料的穩定性,日本使用鈮鈦合金作為線圈繞組材料。

日本超導磁懸浮系統的懸浮力來自于車輛兩側。在導軌兩側的側壁上,排列著一組組的導向繞組。當車輛高速通過時,車輛上的超導磁場會在導軌側壁的懸浮繞組中產生感應電流和感應磁場??刂潑孔樾∪譜檣喜嗟拇懦〖雜氤盜境即懦〉募韻嚳創傭?,下側極性與超導磁場極性相同同而產生斥力,使得車輛懸浮起來。

于導軌產生的懸浮磁場為感應磁場,列車運行速度越高則懸浮力越大。當列車運行速度低于120km/h之后,所產生的懸浮力較小,不足以支撐車輛懸浮。故當運行速度低于120km/h時,日本的超導磁懸浮車輛需依靠安裝在轉向架底部的車輪支撐行駛。

 

2.常導磁吸式(EMS)

利用裝在車輛兩側轉向架上的常導電磁鐵(懸浮電磁鐵)和鋪設在線路導軌上的磁鐵,在磁場作用下產生的吸引力使車輛浮起。車輛和軌面之間的間隙與吸引力的大小成反比。為了保證這種懸浮的可靠性和列車運行的平穩,使直線電機有較高的功率,

必須精確地控制電磁鐵中的電流,使磁場保持穩定的強度和懸浮力,使車體與導軌之間保持大約 10mm的間隙。通常采用測量間隙用的氣隙傳感器來進行系統的反饋控制。這種懸浮方式不需要設置專用的著地支撐裝置和輔助的著地車輪,對控制系統的要求也可以稍低一些。

二.懸浮列車前行的原理

       其次,磁懸浮列車的高速前進也是利用電磁體間的磁力完成的。  簡單的講就是,在位于軌道兩側的線圈里流動的交流電,能將線圈變為電磁鐵。由于它與列車上的超導電磁體的相互作用,就使列車開動起來。列車前進是因為列車頭部的電磁體(N極)被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體(S極)所吸引,并且同時又被安裝在軌道上稍后一點的電磁體(N極)所排斥。當列車前進時,在線圈里流動的電流流向就反轉過來了。其結果就是原來那個S極線圈,現在變為N極線圈了,反之亦然。這樣,列車由于電磁極性的轉換而得以持續向前奔馳。根據車速,通過電能轉換器調整在線圈里流動的交流電的頻率和電壓。 

       具體地講超導磁懸浮列車的車輛上裝有車載超導磁體并構成感應動力集成設備,而列車的驅動繞組和懸浮導向繞組均安裝在地面導軌兩側,車輛上的感應動力集成設備由動力集成繞組、感應動力集成超導磁鐵和懸浮導向超導磁鐵三部分組成。當向軌道兩側的驅動繞組提供與車輛速度頻率相一致的三相交流電時,就會產生一個移動的電磁場,因而在列車導軌上產生磁波,這時列車上的車載超導磁體就會受到一個與移動磁場相同步的推力,正是這種推力推動列車前進。其原理就像沖浪運動一樣,沖浪者是站在波浪的頂峰并由波浪推動他快速前進的。與沖浪者所面對的難題相同,超導磁懸浮列車要處理的也是如何才能準確地駕馭在移動電磁波的頂峰運動的問題。為此,在地面導軌上安裝有探測車輛位置的高精度儀器,根據探測儀傳來的信息調整三相交流電的供流方式,精確地控制電磁波形以使列車能良好地運行。

 

磁懸浮技術的新應用-----磁懸浮列車工作原理

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