磁懸浮車輛技術(shù)特點江冀海課件

磁懸浮車輛技術(shù)特點主講：江冀海電話么是磁懸浮列車磁懸浮列車的，那似乎神秘的懸浮之力，其實就是這兩種：吸引力與排斥力。應(yīng)用準確的定義來說，磁懸浮列車實際上是依靠電磁吸力或電動斥力將列車懸浮于空中并進行導(dǎo)向，實現(xiàn)列車與地面軌道間的無機械接觸，再利用線性電機驅(qū)動列車運行。雖然磁懸浮列車仍然屬于陸上有軌交通運輸系統(tǒng)，并保留了軌道、道岔和車輛轉(zhuǎn)向架及懸掛系統(tǒng)等許多傳統(tǒng)機車車輛的特點，但由于列車在牽引運行時與軌道之間無機械接觸，因此從根本上克服了傳統(tǒng)列車輪軌粘著限制、機械噪聲和磨損等問題，所以它也許會成為人們夢寐以求的理想陸上交通工具。

德國常導(dǎo)磁懸浮上海磁浮車（德國TR08）上海懸浮它是利用普通直流電磁鐵電磁吸力的原理將列車懸起，懸浮的氣隙較小，一般為10毫米左右。常導(dǎo)型高速磁懸浮列車的速度可達每小時400～500公里，適合于城市間的長距離快速運輸。在6月21號，中國軌道交通再破新高，時速高達600km的高速磁懸浮樣車已經(jīng)成功試跑懸?。捍艖腋×熊嚨牡撞垦b有懸浮電磁鐵，而在導(dǎo)軌上也相應(yīng)的固定著電磁導(dǎo)軌（由磁鐵材料制造）。導(dǎo)軌通電后，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在線圈里產(chǎn)生電流，地面上線圈產(chǎn)生的磁場極性與列車上的電磁體極性總是保持相反，這樣在線圈和電磁體之間就會一直存在引力，車體受到吸引力與重力的共同作用而保持平衡。難點：車體也不能抬升得過分，否則就要與導(dǎo)軌相撞了，所以我們便要通過控制懸浮磁鐵中的電流大小來控制吸引力不能過大。導(dǎo)向：在側(cè)面裝有側(cè)向電磁體（車體上）與側(cè)向?qū)к墸奋壣希?，它們之間的磁極極性同，故互相排斥，使車體不至于與導(dǎo)軌碰撞，并使列車行駛時保持穩(wěn)定不翻車。1.1磁懸浮列車類型磁懸浮列車分為常導(dǎo)型和超導(dǎo)型兩大類。常導(dǎo)型也稱常導(dǎo)磁吸型，以德國高速常導(dǎo)磁浮列車transrapid為代表。超導(dǎo)型磁懸浮列車也稱超導(dǎo)磁斥型，以日本MAGLEV為代表。均使用直線電機作為驅(qū)動器從材料分類：1磁懸浮列車類型用常導(dǎo)磁吸式（EMS）進行懸浮導(dǎo)向，同步長定子直線電機驅(qū)動的高速磁浮列車系統(tǒng)。采用超導(dǎo)磁斥式（EDS)進行懸浮和導(dǎo)向，同步長定子直線電機驅(qū)動的高速磁浮列車系統(tǒng)。采用常導(dǎo)磁吸式（EMS）進行懸浮和導(dǎo)向，異步短定子直線電機驅(qū)動的中低速磁浮列車系統(tǒng)。從懸浮原理分類：磁懸浮系統(tǒng)交通示意圖1.2磁懸浮車輛技術(shù)

從功能角度上看軌道車輛都是人員從一個地點安全、舒適地運送到另一個地點，車輛與人的人機界面都是一樣的，與之對應(yīng)的車體、座椅、門、空調(diào)、燈、PIS系統(tǒng)在技術(shù)層面不存在差異，可采用軌道車輛成熟技術(shù)甚至產(chǎn)品。但如何開發(fā)運輸裝載人的車體則采用了不同的思路，用磁懸浮技術(shù)代替了車輪，隨之必須用直線電機替代旋轉(zhuǎn)電機和輪對組成的驅(qū)動系統(tǒng)，接著形成了承載車輛、懸掛電磁鐵和直線電機的懸浮架，與之配合的軌道也變成了F軌形狀。常導(dǎo)型磁浮列車利用電磁力實現(xiàn)懸浮1.2磁懸浮車輛技術(shù)（懸浮技術(shù)）1.2磁懸浮車輛技術(shù)（懸浮技術(shù)）1.2磁懸浮車輛技術(shù)（懸浮技術(shù)）直線電機的基本結(jié)構(gòu)直線電機可看作是將旋轉(zhuǎn)電機徑向剖開展平定子—初級，轉(zhuǎn)子—次級初級與次級長度不相等。1.2磁懸浮車輛技術(shù)（直線電機）短初級直線異步電機（HSST）1.2磁懸浮車輛技術(shù)（直線電機）1.2磁懸浮車輛技術(shù)（直線電機）

磁懸浮車的初級驅(qū)動部分即具有三相移動磁場繞組的定子，中低速磁懸浮列車安裝在列車里，而高速磁懸浮列車安裝在軌道里。

在三相電動機繞組里，通過三相電流饋電產(chǎn)生電磁移動場，轉(zhuǎn)子磁鐵被移動磁場向前牽引。速度可以通過改變?nèi)嚯娏鞯念l率從停車狀態(tài)到運行速度進行無級調(diào)整。

制動：改變移動磁場方向的時候，電動機變成發(fā)電機，無任何接觸地把列車剎住。剎車能量可以反饋到電網(wǎng)里去。

1.2磁懸浮車輛技術(shù)（直線電機）中低速磁懸浮列車采用短定子直線電機驅(qū)動方式，電機定子安裝在車輛左右兩側(cè)，轉(zhuǎn)子（鋁材感應(yīng)板）沿列車前進方向鋪設(shè)在F軌道上。受到懸浮架安裝空間的限制，直線電機長度比較短，工程上每節(jié)車輛采用5串2并的方案實現(xiàn)電機三相平衡。逆變主電路與地鐵牽引系統(tǒng)采用相同技術(shù),由高壓電器箱、電抗器和牽引逆變器構(gòu)成。1.2磁懸浮車輛技術(shù)（直線電機）軌道支撐1.2磁懸浮車輛技術(shù)（直線電機）1.2磁懸浮車輛技術(shù)（懸浮架）懸浮架是磁懸浮車輛的走行機構(gòu)，相當(dāng)于輪軌車輛轉(zhuǎn)向架，是列車實現(xiàn)懸浮、導(dǎo)向、牽引、制動的執(zhí)行機構(gòu)。與輪軌車輛轉(zhuǎn)向架相比，柔性懸浮架具有其特有的技術(shù)特征：（1）通過電磁吸力實現(xiàn)支撐和導(dǎo)向；（2）中低速磁懸浮車輛懸浮架上電磁鐵與軌道之間的電磁吸力支撐相當(dāng)于輪軌轉(zhuǎn)向架的一系懸掛，為車輛提供支撐和導(dǎo)向力。1.2磁懸浮車輛技術(shù)（懸浮架）懸浮架單元Ⅰ懸浮架單元Ⅱ懸浮架單元Ⅲ迫導(dǎo)向機構(gòu)滑臺裝置第三軌受流器掃石器附屬裝置1323115476懸浮架單元Ⅰ懸浮架單元Ⅱ懸浮架單元Ⅲ迫導(dǎo)向機構(gòu)滑臺裝置第三軌受流器掃石2磁懸浮車輛技術(shù)（懸浮架）當(dāng)懸浮架模塊通過曲線時，在電磁吸力的導(dǎo)向作用下，菱形變形后的左右模塊沿曲線軌道徑向排列，使模塊與F軌道重合度達到最大，以保證車輛懸浮、導(dǎo)向和牽引能力損失最小，僅在預(yù)定的允許范圍內(nèi)波動。采用迫導(dǎo)向徑向機構(gòu)和線性軸承輔助實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。當(dāng)車輛進入曲線時，在離心力的作用下，先進入曲線的端部模塊相對F軌道最先發(fā)生橫向偏離，此時電磁吸引力立即產(chǎn)生橫向分力，將模塊拉向F軌道。橫向力通過滑臺迫使該徑向機構(gòu)運動，帶動中間滑臺橫向運動，迫使后進入曲線的中間模塊沿曲線方向徑向排列。1.2磁懸浮車輛技術(shù)（制動）中低速磁懸浮列車的制動系統(tǒng)借鑒了成熟的地鐵車輛制動技術(shù)，采用微機控制，具有以電制動優(yōu)先、空氣制動補充且能平滑過渡等特性。由于磁懸浮列車沒有車輪，所以采用氣-液轉(zhuǎn)換技術(shù)，將低氣壓轉(zhuǎn)化為中高液壓，以液壓驅(qū)動制動夾鉗抱緊F軌，有效解決因空間限制，制動夾鉗結(jié)構(gòu)尺寸小而不能滿足制動力要求的問題。1.2磁懸浮車輛技術(shù)（制動）1.2磁懸浮車輛技術(shù)（測速）由于沒有車輪，脈沖轉(zhuǎn)速傳感器測速方式無法在中低速磁懸浮列車上應(yīng)用，常用非接觸式的測速方法，如交叉感應(yīng)環(huán)線和枕軌計數(shù)測速法。1.2磁懸浮車輛技術(shù)（測速）（1）交叉感應(yīng)環(huán)線測速是通過在軌道上鋪設(shè)交叉環(huán)線，在列車上安裝車載感應(yīng)線圈實現(xiàn)。對交叉環(huán)線輸入一定頻率的交流信號，當(dāng)列車線圈處于交叉環(huán)線正上方時，會產(chǎn)生最大感應(yīng)電壓，而位于相鄰環(huán)線的交叉部分時，產(chǎn)生最小感應(yīng)電壓。由此，當(dāng)車輛運行時，感應(yīng)線圈將產(chǎn)生按一定規(guī)律變化的感