第11章_磁懸浮

1、第十一章第十一章 磁懸浮鐵路磁懸浮鐵路 11.1 磁懸浮鐵路的發(fā)展概況磁懸浮鐵路的發(fā)展概況11.2 磁浮系統(tǒng)的分類磁浮系統(tǒng)的分類11.3 磁浮列車的工作原理磁浮列車的工作原理11.4 磁懸浮鐵路線路設(shè)計(jì)磁懸浮鐵路線路設(shè)計(jì)11-1 磁懸浮鐵路的發(fā)展概況磁懸浮鐵路的發(fā)展概況 磁懸浮鐵路是一種新型的交通運(yùn)輸系統(tǒng)，它利用異性相吸、同性相斥的電磁感應(yīng)原理，以直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，運(yùn)行時(shí)車體懸浮或吸浮于導(dǎo)軌上面，并與之保持一定間隙。磁浮列車運(yùn)行時(shí)，沒有輪軌間的摩擦，不受黏著條件限制。 傳統(tǒng)輪軌系統(tǒng)與磁浮系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)原理比較 1922年，德國人赫爾曼肯佩爾（Hermann Kemper）提出了電磁浮原理，并在1

2、934年獲得了磁浮技術(shù)的發(fā)明專利。 20世紀(jì)60年代，高速輪軌系統(tǒng)鐵路與磁浮系統(tǒng)鐵路同時(shí)起步研究。 目前投入研究的國家：德、日、美、英、法、加、前蘇聯(lián)、韓及中國等。其中，德、日技術(shù)水平處于世界前列。 德：常導(dǎo)吸引型 ；日：超導(dǎo)排斥型。 第一條投入商業(yè)運(yùn)營的線路：上海磁懸浮（上海地鐵2號(hào)線龍陽路站-浦東國際機(jī)場(chǎng) ） 中國： 開端：20世紀(jì)80年代初。 起步：1985年完成基礎(chǔ)性研究（鐵科院） 1987年完成了中國科技館的列車展示模型。 發(fā)展：1992年列入“八五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃； 94年西南交大研制成功4t載人磁懸浮列車； 95年國防科大研制成功6t載人磁懸浮列車。 2001年8月14日，我國

3、第一輛磁懸浮列車在長春客車廠成功下線，營運(yùn)速度60km/h，最高100km/h。 2001年2月, 世界上第1臺(tái)高溫超導(dǎo)磁懸浮載人（5人）實(shí)驗(yàn)車“世紀(jì)號(hào)” 通過驗(yàn)收。 2001年3月，上海磁懸浮項(xiàng)目正式開工建設(shè)，引進(jìn)德國西門子公司、蒂森高速列車公司、磁懸浮國際公司技術(shù)。 上海磁懸浮 西起地鐵二號(hào)龍陽路站，東至浦東國際機(jī)場(chǎng)； 總長29.873 km，設(shè)計(jì)時(shí)速和運(yùn)行時(shí)速分別為505km和430km，單向運(yùn)行時(shí)間僅7min20s。 2002.12.31，試運(yùn)行成功 2003.11.12，創(chuàng)501km/h世界紀(jì)錄，列入吉尼斯紀(jì)錄。 2003.12.29，上海磁浮線開始了全天候運(yùn)營。 2004.4.13

4、，通過驗(yàn)收,開始正式運(yùn)行。 造價(jià): 每公里3.13億元，總投資89億人民幣。 客流量發(fā)展穩(wěn)定，平均每天有8,000多名乘客，高峰時(shí)達(dá)到16,000人次。截止到2006年4月，約有600多萬名乘客以7分半的時(shí)間完成了30公里的磁浮之旅。整個(gè)磁浮系統(tǒng)的安全可靠性達(dá)99.92%。 上海磁懸浮大事記 2000.8.24，原國家計(jì)委經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，批復(fù)了上海市磁浮列車示范運(yùn)營線工程項(xiàng)目建議書；2000.10，上海市委、市政府批準(zhǔn)設(shè)立上海市磁浮快速列車工程指揮部；2001.2.28，國務(wù)院辦公會(huì)議審議批準(zhǔn)了項(xiàng)目的工程可行性研究報(bào)告和開工報(bào)告；2001.3.1，上海磁浮列車示范運(yùn)營線工程舉行開工儀式；2002

5、.12.31，單線試運(yùn)行； 2003年，完成雙線系統(tǒng)調(diào)試；2004.4.13，完成主合同考核驗(yàn)收；2004.5 ，正式投入商業(yè)試運(yùn)營。 2006.4.26，正式投入商業(yè)運(yùn)營。 體驗(yàn)磁懸浮體驗(yàn)磁懸浮： 14時(shí)15分，磁浮列車準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，車廂上方電子板上的數(shù)字快速上升。向車窗外俯視，高速公路上的一輛輛汽車被快速甩到了后面。 3分鐘后，速度顯示：430公里小時(shí)，這也是該列車設(shè)定的最高時(shí)速，這一速度保持了50秒。 此后，列車開始減速，電子板上的數(shù)字回落。 3分鐘后，列車穩(wěn)穩(wěn)停了下來。這里，有一個(gè)通道直接與機(jī)場(chǎng)相連。 將做秀進(jìn)行到底將做秀進(jìn)行到底 http:/2004年12月05日16:15新華網(wǎng) 近代以

6、來，國人一直期望中國能在某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“世界第一”，擺脫落后的面貌。最近幾年，“磁懸浮”這個(gè)關(guān)鍵詞，再一次將“中國”和“世界第一”連在一起。耗資89億人民幣的上海磁懸浮列車，于2003年元旦正式投入商業(yè)運(yùn)行。作為“商業(yè)運(yùn)營中最快的列車”和“世界上第一列商用磁懸浮列車”，上海磁懸浮列車還被收錄到吉尼斯世界大全。不少國人為此意氣風(fēng)發(fā)、揚(yáng)眉吐氣。然而仔細(xì)想來，這一浩大工程只不過是一次奢侈的做秀而已。 首先，從經(jīng)濟(jì)原則的角度看，上海磁懸浮是一個(gè)注定要虧損的項(xiàng)目。上海磁懸浮列車運(yùn)行大約30公里的路程，設(shè)計(jì)時(shí)速可達(dá)430公里/小時(shí)，單向運(yùn)行時(shí)間大約8分鐘，年最大客運(yùn)量為1.5億人次。從技術(shù)性能上看，上海磁懸

7、浮列車達(dá)到了世界一流水平。但既然是“商用”磁懸浮，我們當(dāng)然更要考慮它的投入產(chǎn)出效果。讓我們給上海磁懸浮算一筆經(jīng)濟(jì)帳。該工程總耗資89億元，其中銀行貸款50億元，每年的利息大約是3億元。以現(xiàn)在的票價(jià)50元計(jì)，即便單程日均客流量8000人次，每天收入也就40萬元，每年收入約1.5億元。假設(shè)每年的廣告收入等于每年的設(shè)備折舊費(fèi)、人頭費(fèi)、管理費(fèi)等運(yùn)營費(fèi)用，那么上海磁懸浮的年收入連利息也不夠還，這還忽略了自有資本的機(jī)會(huì)成本。如果上述數(shù)據(jù)正確，那么可以肯定地說，上海磁懸浮項(xiàng)目是一個(gè)商業(yè)上完全失敗的項(xiàng)目！ 其實(shí)，務(wù)實(shí)的外國人早就看透了磁懸浮這個(gè)“商業(yè)陷阱”。要知道，磁懸浮早在上個(gè)世紀(jì)80年代就已經(jīng)是一種成熟技

8、術(shù)了，但是為什么全世界包括提供核心技術(shù)的德國卻至今沒有建磁懸??？難道資本家們忘卻了他們追逐利潤的本性？不是的。資本家們深諳市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要訣，市場(chǎng)只歡迎最適用的技術(shù)，而不一定是最先進(jìn)的技術(shù)。 其次，從公共財(cái)政的角度看，龐大的公共工程應(yīng)該充分體現(xiàn)民意。上海磁懸浮項(xiàng)目的本意，首先是改善上海的交通條件。但是，通往浦東機(jī)場(chǎng)的磁懸浮項(xiàng)目卻沒有給居民帶來足夠的交通便利。旅客們反映，如果坐地鐵到龍陽站下，再打車前往機(jī)場(chǎng)，總共需要30元，而乘坐磁懸浮列車需要50元，并且下車后還要拖著行李走10分鐘的路。此外，還存在路標(biāo)指示不明、始發(fā)站離市中心較遠(yuǎn)以及軌道下沉等種種問題。根據(jù)上海市質(zhì)量協(xié)會(huì)用戶評(píng)價(jià)中心發(fā)布的報(bào)告，磁

9、懸浮列車的一半乘客是中外觀光游客和商務(wù)考察團(tuán)隊(duì)。上海磁懸浮列車從原本的交通工具蛻變成一個(gè)單純的旅游景點(diǎn)。這就不難解釋，為什么磁懸浮列車平時(shí)的上座率只有六分之一了。人民網(wǎng)柏林2006年9月22日電記者呂鴻報(bào)道：德國磁懸浮列車22日發(fā)生重大事故，造成23人死亡，10人重傷，是世界上磁懸浮列車首次發(fā)生人員傷亡事故。德國磁懸浮列車試驗(yàn)段位于德國北部下薩克森州埃姆斯蘭，總長31.5公里。據(jù)德國媒體報(bào)道，當(dāng)天上午約9時(shí)53分，一列磁懸浮列車以時(shí)速170公里的速度在高架軌道上作試驗(yàn)運(yùn)行，突然發(fā)現(xiàn)前方一輛工程車停在軌道上。磁懸浮列車與工程車相撞后脫離軌道，其頭部嚴(yán)重受損，而工程車被撞飛數(shù)百米遠(yuǎn)。警方說，列車內(nèi)

10、共有33人，他們大多是德國一家能源公司的職員和磁懸浮試驗(yàn)段的工作人員，沒有游客。工程車內(nèi)的兩名工作人員在撞擊前“跳離”自救，但受重傷。目前，搜救工作已經(jīng)結(jié)束，受傷人員沒有生命危險(xiǎn)。警方說，事故原因還在調(diào)查中，但已初步排除技術(shù)原因，而是“人為疏忽”所致。一般來說，工程車每天都要對(duì)軌道進(jìn)行清理等檢查工作，當(dāng)它檢查完畢，離開軌道，駛回車站后，磁懸浮列車方可啟動(dòng)行駛?，F(xiàn)在調(diào)查的重點(diǎn)是，為什么工程車還停留在軌道上時(shí)，磁懸浮列車卻啟動(dòng)了？有專家認(rèn)為，可能是列車員與維修人員之間的通信出了問題。當(dāng)列車員發(fā)現(xiàn)前面有障礙物時(shí)，由于正在加速，剎車已不及。通常情況下，磁懸浮列車起速后即達(dá)時(shí)速每小時(shí)170公里，而撞擊時(shí)

11、速已達(dá)200公里。德國磁懸浮列車試驗(yàn)段的最高時(shí)速為450公里。德國磁懸浮列車試驗(yàn)段由德國蒂森克虜伯公司和西門子公司投資建造，從1984年開始投入運(yùn)行，迄今已接待全世界來訪客人60萬人次。德國大多數(shù)專家認(rèn)為，磁懸浮理論完美無缺，技術(shù)也已成熟，但運(yùn)行費(fèi)用昂貴，迄今已投入20億歐元，因此，德國在將其投入商業(yè)運(yùn)行問題上一直爭論不休，難下決定。 2006年8月11日，上海一輛磁懸浮列車起火，圖為消防隊(duì)員正在滅火。 我國首條永磁懸浮鐵路大連開建我國首條永磁懸浮鐵路大連開建2006年8月17日，“中華01號(hào)”永磁懸浮路車模型在大連舉行的2006中國國際專利技術(shù)與產(chǎn)品交易會(huì)上亮相。該模型是大連3000米永磁懸

12、浮試驗(yàn)線路的仿真微縮，專為城市之間的區(qū)域交通設(shè)計(jì)。列車在高架的磁軌上運(yùn)行，設(shè)計(jì)時(shí)速230公里，既可貨運(yùn)，又可客運(yùn)，適用于大都市圈的交通運(yùn)輸。該線路預(yù)計(jì)在今年年底建設(shè)，地點(diǎn)擬定在開發(fā)區(qū)。 據(jù)介紹，試驗(yàn)線路運(yùn)行時(shí)間70秒，在啟動(dòng)31秒內(nèi)提速到230公里，之后以230km/h的速度勻速運(yùn)行8秒，再利用31秒時(shí)間從減速到停止。中國永磁懸浮有五大優(yōu)勢(shì)中國永磁懸浮有五大優(yōu)勢(shì) 目前世界上有3種類型磁懸浮技術(shù)，即日本的超導(dǎo)電動(dòng)磁懸浮、德國的常導(dǎo)電磁懸浮和中國的永磁懸浮。永磁懸浮技術(shù)是中國大連擁有核心及相關(guān)技術(shù)發(fā)明專利的原始創(chuàng)新技術(shù)。 據(jù)介紹，日本和德國的磁懸浮列車在不通電的情況下，車體與槽軌是接觸在一起的，而

13、利用永磁懸浮技術(shù)制造出的磁懸浮列車在任何情況下，車體和軌道之間都是不接觸的。 中國永磁懸浮與國外磁懸浮相比有五大方面的優(yōu)勢(shì)：一懸浮力強(qiáng)。二經(jīng)濟(jì)性好。三節(jié)能性強(qiáng)。四安全性好。五平衡性穩(wěn)定。 “中華01號(hào)”永磁懸浮路車模型11-2 磁懸浮系統(tǒng)的分類磁懸浮系統(tǒng)的分類 1 按導(dǎo)體材料劃分按導(dǎo)體材料劃分1) 超導(dǎo)磁懸浮 線圈繞組使用超導(dǎo)材料。 優(yōu)點(diǎn)：磁場(chǎng)強(qiáng)大，工作效率高，列車懸浮高度高、速度快。 缺點(diǎn)：超導(dǎo)磁鐵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，要配置制冷裝置。 應(yīng)用：日本的ML。2) 常導(dǎo)磁懸浮 線圈繞組使用普通材料。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、養(yǎng)護(hù)維修方便。 缺點(diǎn)：線圈繞組中電阻較大。功率損失較大，線圈繞組容易發(fā)熱，列車的運(yùn)

14、行速度受到一定的限制。 應(yīng)用：德國的運(yùn)捷TR、日本的HSST及我國。 2 按超導(dǎo)繞組制冷劑及工作溫度劃分按超導(dǎo)繞組制冷劑及工作溫度劃分 1）高溫超導(dǎo)磁懸浮 液氮：高溫超工作溫度為77K(-196)。 應(yīng)用：我國西南交大研制的了高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)，超導(dǎo)材料使用以釔（Y）為主的釔鋇銅氧（YBaCuO）高溫超導(dǎo)體塊材。2）低溫超導(dǎo)磁懸浮 液氦：工作溫度為4.2K（-269）。 應(yīng)用：日本的ML 磁懸浮系統(tǒng)是低溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)，超導(dǎo)繞組使用鈮鈦（NbTi）合金制造。 3 按直線電機(jī)的定子長度劃分按直線電機(jī)的定子長度劃分 1）長定子直線電機(jī) 定子設(shè)置在導(dǎo)軌上，定子繞組可無限長鋪設(shè)。 采用導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)技術(shù)，車

15、速和運(yùn)行工況由地面控制中心直接控制。 適于高速及超高速磁浮干線及城際鐵路領(lǐng)域。 2）短定子直線電機(jī) 定子設(shè)置在車輛上，定子繞組長度受限。 采用列車驅(qū)動(dòng)技術(shù)，車速和運(yùn)行工況由司機(jī)直接控制。 適用于中低速磁懸浮鐵路城市軌道交通領(lǐng)域。 4 按直線電機(jī)的磁場(chǎng)是否同步劃分按直線電機(jī)的磁場(chǎng)是否同步劃分 1）直線同步電機(jī)（LSM：Liner Synchronous Motor） 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)同步運(yùn)行，一般采用長定子技術(shù)；控制定子（初級(jí)線圈，導(dǎo)軌側(cè)）磁場(chǎng)的移動(dòng)速度就可以準(zhǔn)確控制列車的運(yùn)行速度。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適于長大干線或城際交通系統(tǒng)高速、超高速磁浮鐵路。 應(yīng)用：德國的運(yùn)捷TR和日本的ML系統(tǒng)。2）直線感應(yīng)

16、電機(jī)（LIM： Liner Inducation Motor ）或直線異步電機(jī) 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)不同步運(yùn)行，一般采用短定子技術(shù)；次級(jí)線圈（導(dǎo)軌側(cè)）的磁場(chǎng)移動(dòng)速度低于初級(jí)線圈（定子線圈）磁場(chǎng)的移動(dòng)速度。 結(jié)構(gòu)簡單，成本較低；但效率和功率因數(shù)相對(duì)較低，適合中低速磁懸浮鐵路使用，一般用于城市軌道交通。 應(yīng)用：日本HSST系統(tǒng)及我國研制的大部分磁懸浮系統(tǒng)。 5 按驅(qū)動(dòng)方式劃分按驅(qū)動(dòng)方式劃分1）導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)（路軌驅(qū)動(dòng)）磁懸浮 直線電機(jī)的初級(jí)線圈（定子線圈）設(shè)置在導(dǎo)軌上，采用長定子同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)。 列車的運(yùn)行工況及運(yùn)行速度由地面控制中心控制。一般用于干線或城際交通。 如德國的運(yùn)捷TR和日本的ML系統(tǒng)。2）列車

17、驅(qū)動(dòng)磁懸浮 中低速磁懸浮直線電機(jī)的初級(jí)線圈（定子線圈）設(shè)置在車輛上。 列車的運(yùn)行工況及運(yùn)行速度由列車司機(jī)控制。 一般用于城市軌道交通。 如我國研制的大部分磁懸浮系統(tǒng)。 6 按導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式劃分按導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式劃分 1）“T”形導(dǎo)軌 導(dǎo)軌梁的橫斷面為“T”形。直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)繞組及懸浮繞組均安裝在導(dǎo)軌梁兩側(cè)翼的下方，導(dǎo)向繞組安裝在兩側(cè)翼的外端。導(dǎo)軌梁直接安裝在橋墩上。 由于這種磁懸浮列車“抱”著導(dǎo)軌運(yùn)行，故安全性好一些，且線路設(shè)計(jì)中的最小曲線半徑也可以更小一些。但它對(duì)軌道梁的加工精度和列車的懸浮及導(dǎo)向的控制要求很高。 德國高速磁懸浮運(yùn)捷和日本中低速HSST系統(tǒng)。 2）“”形導(dǎo)軌 這種導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)類似于城市

18、軌道交通中的跨座式獨(dú)軌交通。 日本在早期磁懸浮試驗(yàn)線曾經(jīng)采用過這種結(jié)構(gòu)形式，但現(xiàn)已淘汰。T型導(dǎo)軌 6 按導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式劃分按導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式劃分 3）“U”形導(dǎo)軌 導(dǎo)軌梁的橫斷面為“U”形，列車在“U”形槽中運(yùn)行。地面的驅(qū)動(dòng)、懸浮及導(dǎo)向繞組均安裝在“U”形槽的內(nèi)側(cè)壁。這種導(dǎo)軌梁可以采用高架結(jié)構(gòu)架設(shè)在橋墩上，也可以采用無碴軌道形式鋪設(shè)在路基上。 與“T”形導(dǎo)軌相比，“U”形軌道梁的加工精度及對(duì)列車的懸浮控制、導(dǎo)向控制的要求較低，但最小曲線半徑較大。 例：日本的ML?！癠”形線路結(jié)構(gòu)圖 日本MLX01型磁浮列車 4）“一”形導(dǎo)軌 車輛繞組均安裝在車輛的正下方，列車在導(dǎo)軌梁上方運(yùn)行。導(dǎo)軌梁一般架設(shè)在橋墩上

19、，采用高架結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)簡單，但導(dǎo)向功能稍差，主要適于中低速磁懸浮。 例：我國西南交通大學(xué)研制的“世紀(jì)號(hào)”高溫超導(dǎo)磁懸浮。中國“世紀(jì)號(hào)”磁浮實(shí)驗(yàn)車 11-3 磁浮列車的工作原理磁浮列車的工作原理以德國TR系列常導(dǎo)吸引型磁浮列車為例介紹1) 懸浮原理 T型梁翼底部為同步直線電機(jī)的定子，其下方為安裝在車體上的懸浮電磁鐵，該電磁鐵同時(shí)兼作同步直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子。 懸浮電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，成為電磁鐵，與直線電機(jī)定子的鐵心產(chǎn)生吸引力，把磁浮車往上拉向定子。利用距離傳感器控制懸浮電磁鐵與定子的距離（即懸浮氣隙），保持在10mm左右。1 長定子同步直線電機(jī)推進(jìn)的常導(dǎo)吸引型長定子同步直線電機(jī)推進(jìn)的常導(dǎo)吸引型（EM

20、S）2) 導(dǎo)向原理 列車的車體從兩側(cè)將T形軌道梁的翼緣圍抱，T形梁翼緣兩側(cè)面為導(dǎo)向軌，安裝在車體上的導(dǎo)向電磁鐵通電后將與之產(chǎn)生吸引力。 通過測(cè)量兩側(cè)導(dǎo)向電磁鐵與導(dǎo)向軌之間的距離，并調(diào)節(jié)導(dǎo)向電磁鐵的電流，就可以控制列車位于道路中間。 3) 牽引原理 靠長定子同步直線電機(jī)實(shí)現(xiàn)。 工作原理：類似于轉(zhuǎn)動(dòng)的同步電動(dòng)機(jī)，只是將轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)的定子切開，并且沿著線路方向展開。這樣，在定子上產(chǎn)生的就不再是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的行波磁場(chǎng)，而是一個(gè)移動(dòng)的行波磁場(chǎng)。列車的懸浮電磁鐵通電后，就成為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子（勵(lì)磁磁極）。 路軌上的定子中三相繞組產(chǎn)生的移動(dòng)行波磁場(chǎng)，作用于車上的懸浮磁鐵（轉(zhuǎn)子），產(chǎn)生了同步的電磁牽引力，引導(dǎo)磁浮列車前

21、進(jìn)或后退。調(diào)節(jié)定子供電的頻率與電壓，即可改變磁浮列車的運(yùn)行速度。 4) 車上非接觸供電的原理 設(shè)置車載電源（鎳鎘可充電電池組和整流設(shè)備）和直線發(fā)電機(jī)，為導(dǎo)向電磁鐵、懸浮電磁鐵、以及車載控制、照明、空調(diào)等供電。 車載電源的充電，在列車運(yùn)行時(shí)也靠直線發(fā)電機(jī)，停站時(shí)靠車站的供電軌（列車到站后受流器與供電軌接觸供電）。 5) 同步直線電機(jī)定子的供電原理 列車動(dòng)力和其他用電從同步直線電機(jī)定子獲取。 定子分段鋪設(shè)于線路上，每段的長度不等，視列車的長度和在該段的運(yùn)行速度、加速度、爬坡、轉(zhuǎn)彎等情況而定，一般為3002000m。 定子線圈供電來自沿線的變電站，一般變電站相隔距離2540km。兩個(gè)變電站之間一般只

22、允許有一列車運(yùn)行，而且僅對(duì)列車所在的那一段定子供電，其他段則無電。 因定子安裝在線路上，因而可根據(jù)該段線路的具體情況（例爬坡或加速），確定該段直線電機(jī)的功率，再確定為這段線路供電變電站的功率與距離，無需像輪軌列車那樣按整個(gè)線路可能出現(xiàn)的最大功率需求來確定列車上的電機(jī)功率。 6) 制動(dòng)原理 正常制動(dòng)利用同步直線電機(jī)作為發(fā)電機(jī)來控制。 當(dāng)列車高速運(yùn)行時(shí)，采用再生制動(dòng)方式； 當(dāng)列車速度較低時(shí)，再生制動(dòng)改為電阻制動(dòng)； 當(dāng)列車的速度很低時(shí)，直線電機(jī)改為反接制動(dòng)，即電機(jī)的牽引方向與列車的運(yùn)行方向相反，直到列車停止。 當(dāng)長定子供電產(chǎn)生故障導(dǎo)致直線電機(jī)制動(dòng)失靈或需要緊急制動(dòng)時(shí)，采用渦流制動(dòng)方式。即車上的渦流制

23、動(dòng)磁鐵勵(lì)磁，使側(cè)向?qū)к壣袭a(chǎn)生渦流，形成對(duì)列車的渦流制動(dòng)力。 7) 列車控制及信號(hào)傳輸 TR磁浮列車的定位，由兩部分構(gòu)成。 在線路上定子下方每隔大約500m設(shè)置有電磁性地址標(biāo)志板，列車經(jīng)過時(shí)，即讀取標(biāo)志板上的絕對(duì)地址。標(biāo)志板之間的定位靠記錄經(jīng)過的定子齒槽數(shù)而獲得，定子齒槽間距為8.6cm。因此TR磁浮列車的定位精度較高。 磁浮列車與地面的聯(lián)系以無線通信方式進(jìn)行。沿線路每隔大約300m（視線路具體情況而定）有一根無線電桿，通過38 MHz的高頻專用信道以安全編碼方式與列車進(jìn)行雙向通信，傳輸所有與安全有關(guān)的數(shù)據(jù)及指令。與安全無關(guān)的信號(hào)（如語音）通過其他頻道傳輸。以日本的HSST-100型為例介紹2

24、短定子感應(yīng)直線電機(jī)推進(jìn)的常導(dǎo)吸引型短定子感應(yīng)直線電機(jī)推進(jìn)的常導(dǎo)吸引型 1-車上懸浮及導(dǎo)向電磁鐵； 2-路軌上導(dǎo)向軌及直線轉(zhuǎn)子板； 3-車上直線電機(jī)短定子繞組； 4-車上發(fā)電系統(tǒng)。HSSTl00型短定子常導(dǎo)吸引型磁浮列車與路軌相互作用示意圖1) 懸浮與導(dǎo)向原理采用懸浮電磁鐵與導(dǎo)向電磁鐵合一的方法。 HSSTl00型磁浮列車懸浮與導(dǎo)向原理圖2) 牽引原理 電機(jī)驅(qū)動(dòng)是將定子繞組固定在車輛上、而轉(zhuǎn)子展開鋪置于路軌上。 當(dāng)在定子繞組中輸入三相移動(dòng)行波磁場(chǎng)后，軌面上的轉(zhuǎn)子中被感應(yīng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，由此產(chǎn)生電磁牽引力，引導(dǎo)磁浮列車前進(jìn)或后退。 與長定子同步直線電機(jī)常導(dǎo)型磁浮列車最大的不同點(diǎn)：所采用的是交流異步電機(jī)的

25、原理，向直線電機(jī)定子供電的整套電源裝置應(yīng)放置在車輛上。 短定子直線電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子 3) 車上非接觸供電的原理 在列車上專門設(shè)置一套非接觸式直線發(fā)電系統(tǒng)，其原理與TR系列完全相同。 所發(fā)出的電源通過逆變器供給直線電機(jī)定子繞組、懸浮導(dǎo)向電磁鐵勵(lì)磁、車內(nèi)控制、照明、空調(diào)、蓄電池充電等。 4) 制動(dòng)原理 與TR系列磁浮列車基本相同。 由于HSST系列磁浮列車采用短定子感應(yīng)直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在定子兩端由于漏磁等原因，直線電機(jī)的功率因數(shù)較低，效率也較低，加上懸浮、導(dǎo)向的電磁鐵合一使用，速度太高時(shí)控制上會(huì)產(chǎn)生問題。因此，該型磁浮列車只能用于中、低速的城市交通運(yùn)輸，最高運(yùn)行速度不超過300km/h。以日本的ML

26、X01型為例介紹3 長定子同步直線電機(jī)推進(jìn)的低溫超導(dǎo)排斥型長定子同步直線電機(jī)推進(jìn)的低溫超導(dǎo)排斥型（EDS）1-車上的懸浮導(dǎo)向及直線電機(jī)轉(zhuǎn)子功能合一的超導(dǎo)電磁鐵；2-路軌上的長定子繞組和懸浮、導(dǎo)向8字形繞組；3-輔助支撐車輪；4-橫向支撐車輪。 MLX01低溫超導(dǎo)排斥型磁浮列車與路軌相互作用示意圖 超導(dǎo)排斥型磁浮列車懸浮原理圖1）懸浮原理1）懸浮原理如圖所示，8字形的懸浮短路繞組固定在路軌側(cè)壁上，當(dāng)車上的超導(dǎo)磁鐵以一定向速度通過時(shí)，如果它的位置偏低于側(cè)壁繞組的中心線若干厘米，由于8字形上下繞組間交鏈磁通產(chǎn)生了不均衡，則在側(cè)壁懸浮繞組里立即產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時(shí)產(chǎn)生電磁場(chǎng)。結(jié)果車上的超導(dǎo)磁鐵同時(shí)受到8字形繞組上部的吸引力及8字形繞組下部的排斥力，使磁浮車輛懸浮起來。與常導(dǎo)吸引型不同之處是超導(dǎo)排斥型必須先使列車運(yùn)動(dòng)到一定速度（150 km/h以上），才能使8字形懸浮繞組中產(chǎn)生足夠大的感應(yīng)電流及感應(yīng)磁場(chǎng)，由此產(chǎn)生懸浮效應(yīng)。所以，超導(dǎo)排斥型磁浮車上必須有