1、第九章 磁悬浮铁路磁浮列车磁浮列车 如果你家住在西安，距北京1000多公里，原先回家要17个小时，现在要14个小时，唉，只减少了区区3个小时，还要有难熬的一宿呀！可是你知道吗？普通磁悬浮列车的时速就可以达到500公里/小时，那么，回家就只需要不到3个小时，跟飞机差不多了！什么是磁悬浮列车什么是磁悬浮列车 磁悬浮列车的，那似乎神秘的悬浮之力，其实就是这两种吸引力与排斥力。应用准确的定义来说，磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道间的无机械接触，再利用线性电机驱动列车运行。虽然磁悬浮列车仍然属于陆上有轨交通运输系统，并保留了轨道、道岔和车辆转向架及悬
2、挂系统等许多传统机车车辆的特点，但由于列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触，因此从根本上克服了传统列车轮轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题，所以它也许会成为人们梦寐以求的理想陆上交通工具。上海磁悬浮列车宣传片11-1 磁悬浮铁路的发展概况磁悬浮铁路的发展概况 磁悬浮铁路是一种新型的交通运输系统，它利用异性相吸、同性相斥的电磁感应原理，以直线电动机驱动车辆，运行时车体悬浮或吸浮于导轨上面，并与之保持一定间隙。磁浮列车运行时，没有轮轨间的摩擦，不受黏着条件限制。传统轮轨系统与磁浮系统的驱动原理比较 1922年，德国人赫尔曼肯佩尔（Hermann Kemper）提出了电磁浮原理，并在1934年获得了磁
3、浮技术的发明专利。20世纪60年代，高速轮轨系统铁路与磁浮系统铁路同时起步研究。目前投入研究的国家：德、日、美、英、法、加、前苏联、韩及中国等。其中，德、日技术水平处于世界前列。德：常导吸引型；日：超导排斥型。第一条投入商业运营的线路：上海磁悬浮（上海地铁2号线龙阳路站-浦东国际机场）中国：开端：20世纪80年代初。起步：1985年完成基础性研究（铁科院）1987年完成了中国科技馆的列车展示模型。发展：1992年列入“八五”国家科技攻关计划；94年西南交大研制成功4t载人磁悬浮列车；95年国防科大研制成功6t载人磁悬浮列车。2001年8月14日，我国第一辆磁悬浮列车在长春客车厂成功下线，营运速
4、度60km/h，最高100km/h。2001年2月,世界上第1台高温超导磁悬浮载人（5人）实验车“世纪号”通过验收。2001年3月，上海磁悬浮项目正式开工建设，引进德国西门子公司、蒂森高速列车公司、磁悬浮国际公司技术。上海磁悬浮 西起地铁二号龙阳路站，东至浦东国际机场；总长29.873 km，设计时速和运行时速分别为505km和430km，单向运行时间仅7min20s。2002.12.31，试运行成功 2003.11.12，创501km/h世界纪录，列入吉尼斯纪录。2003.12.29，上海磁浮线开始了全天候运营。2004.4.13，通过验收,开始正式运行。造价:每公里3.13亿元，总投资89
5、亿人民币。客流量发展稳定，平均每天有8,000多名乘客，高峰时达到16,000人次。截止到2006年4月，约有600多万名乘客以7分半的时间完成了30公里的磁浮之旅。整个磁浮系统的安全可靠性达99.92%。上海磁悬浮大事记 2000.8.24，原国家计委经国务院批准，批复了上海市磁浮列车示范运营线工程项目建议书；2000.10，上海市委、市政府批准设立上海市磁浮快速列车工程指挥部；2001.2.28，国务院办公会议审议批准了项目的工程可行性研究报告和开工报告；2001.3.1，上海磁浮列车示范运营线工程举行开工仪式；2002.12.31，单线试运行；2003年，完成双线系统调试；2004.4.
6、13，完成主合同考核验收；2004.5，正式投入商业试运营。2006.4.26，正式投入商业运营。体验磁悬浮体验磁悬浮：14时15分，磁浮列车准点出发，车厢上方电子板上的数字快速上升。向车窗外俯视，高速公路上的一辆辆汽车被快速甩到了后面。3分钟后，速度显示：430公里小时，这也是该列车设定的最高时速，这一速度保持了50秒。此后，列车开始减速，电子板上的数字回落。3分钟后，列车稳稳停了下来。这里，有一个通道直接与机场相连。磁悬浮列车将做秀进行到底将做秀进行到底 http:/2004年12月05日16:15新华网 近代以来，国人一直期望中国能在某些领域实现“世界第一”，摆脱落后的面貌。最近几年，“
7、磁悬浮”这个关键词，再一次将“中国”和“世界第一”连在一起。耗资89亿人民币的上海磁悬浮列车，于2003年元旦正式投入商业运行。作为“商业运营中最快的列车”和“世界上第一列商用磁悬浮列车”，上海磁悬浮列车还被收录到吉尼斯世界大全。不少国人为此意气风发、扬眉吐气。然而仔细想来，这一浩大工程只不过是一次奢侈的做秀而已。首先，从经济原则的角度看，上海磁悬浮是一个注定要亏损的项目。上海磁悬浮列车运行大约30公里的路程，设计时速可达430公里/小时，单向运行时间大约8分钟，年最大客运量为1.5亿人次。从技术性能上看，上海磁悬浮列车达到了世界一流水平。但既然是“商用”磁悬浮，我们当然更要考虑它的投入产出效
8、果。让我们给上海磁悬浮算一笔经济帐。该工程总耗资89亿元，其中银行贷款50亿元，每年的利息大约是3亿元。以现在的票价50元计，即便单程日均客流量8000人次，每天收入也就40万元，每年收入约1.5亿元。假设每年的广告收入等于每年的设备折旧费、人头费、管理费等运营费用，那么上海磁悬浮的年收入连利息也不够还，这还忽略了自有资本的机会成本。如果上述数据正确，那么可以肯定地说，上海磁悬浮项目是一个商业上完全失败的项目！其实，务实的外国人早就看透了磁悬浮这个“商业陷阱”。要知道，磁悬浮早在上个世纪80年代就已经是一种成熟技术了，但是为什么全世界包括提供核心技术的德国却至今没有建磁悬浮？难道资本家们忘却了
9、他们追逐利润的本性？不是的。资本家们深谙市场经济的要诀，市场只欢迎最适用的技术，而不一定是最先进的技术。其次，从公共财政的角度看，庞大的公共工程应该充分体现民意。上海磁悬浮项目的本意，首先是改善上海的交通条件。但是，通往浦东机场的磁悬浮项目却没有给居民带来足够的交通便利。旅客们反映，如果坐地铁到龙阳站下，再打车前往机场，总共需要30元，而乘坐磁悬浮列车需要50元，并且下车后还要拖着行李走10分钟的路。此外，还存在路标指示不明、始发站离市中心较远以及轨道下沉等种种问题。根据上海市质量协会用户评价中心发布的报告，磁悬浮列车的一半乘客是中外观光游客和商务考察团队。上海磁悬浮列车从原本的交通工具蜕变成
10、一个单纯的旅游景点。这就不难解释，为什么磁悬浮列车平时的上座率只有六分之一了。人民网柏林2006年9月22日电记者吕鸿报道：德国磁悬浮列车22日发生重大事故，造成23人死亡，10人重伤，是世界上磁悬浮列车首次发生人员伤亡事故。德国磁悬浮列车试验段位于德国北部下萨克森州埃姆斯兰，总长31.5公里。据德国媒体报道，当天上午约9时53分，一列磁悬浮列车以时速170公里的速度在高架轨道上作试验运行，突然发现前方一辆工程车停在轨道上。磁悬浮列车与工程车相撞后脱离轨道，其头部严重受损，而工程车被撞飞数百米远。警方说，列车内共有33人，他们大多是德国一家能源公司的职员和磁悬浮试验段的工作人员，没有游客。工程
11、车内的两名工作人员在撞击前“跳离”自救，但受重伤。目前，搜救工作已经结束，受伤人员没有生命危险。警方说，事故原因还在调查中，但已初步排除技术原因，而是“人为疏忽”所致。一般来说，工程车每天都要对轨道进行清理等检查工作，当它检查完毕，离开轨道，驶回车站后，磁悬浮列车方可启动行驶。现在调查的重点是，为什么工程车还停留在轨道上时，磁悬浮列车却启动了？有专家认为，可能是列车员与维修人员之间的通信出了问题。当列车员发现前面有障碍物时，由于正在加速，刹车已不及。通常情况下，磁悬浮列车起速后即达时速每小时170公里，而撞击时速已达200公里。德国磁悬浮列车试验段的最高时速为450公里。德国磁悬浮列车试验段由
12、德国蒂森克虏伯公司和西门子公司投资建造，从1984年开始投入运行，迄今已接待全世界来访客人60万人次。德国大多数专家认为，磁悬浮理论完美无缺，技术也已成熟，但运行费用昂贵，迄今已投入20亿欧元，因此，德国在将其投入商业运行问题上一直争论不休，难下决定。2006年8月11日，上海一辆磁悬浮列车起火，图为消防队员正在灭火。我国首条永磁悬浮铁路大连开建我国首条永磁悬浮铁路大连开建2006年8月17日，“中华01号”永磁悬浮路车模型在大连举行的2006中国国际专利技术与产品交易会上亮相。该模型是大连3000米永磁悬浮试验线路的仿真微缩，专为城市之间的区域交通设计。列车在高架的磁轨上运行，设计时速230
13、公里，既可货运，又可客运，适用于大都市圈的交通运输。该线路预计在今年年底建设，地点拟定在开发区。据介绍，试验线路运行时间70秒，在启动31秒内提速到230公里，之后以230km/h的速度匀速运行8秒，再利用31秒时间从减速到停止。中国永磁悬浮有五大优势中国永磁悬浮有五大优势 目前世界上有3种类型磁悬浮技术，即日本的超导电动磁悬浮、德国的常导电磁悬浮和中国的永磁悬浮。永磁悬浮技术是中国大连拥有核心及相关技术发明专利的原始创新技术。据介绍，日本和德国的磁悬浮列车在不通电的情况下，车体与槽轨是接触在一起的，而利用永磁悬浮技术制造出的磁悬浮列车在任何情况下，车体和轨道之间都是不接触的。中国永磁悬浮与国
14、外磁悬浮相比有五大方面的优势：一悬浮力强。二经济性好。三节能性强。四安全性好。五平衡性稳定。“中华01号”永磁悬浮路车模型日本MLX01型磁浮列车 磁悬浮列车类型 磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型，以德国高速常导磁浮列车transrapid为代表。超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本MAGLEV为代表。均使用同步直线电机作为驱动器 这两种磁悬浮列车各有优缺点和不同的经济技术指标，德国青睐前者，集中精力研制常导高速磁悬浮技术;而日本则看好后者，全力投入高速超导磁悬浮技术之中。显示磁悬浮列车的优点直线电机的基本结构直线电机的基本结构 直线电机可看作是将旋转电机径向剖开展平
15、直线电机可看作是将旋转电机径向剖开展平 定子定子初级，转子初级，转子次级次级 初级与次级长度不相等。初级与次级长度不相等。德国常导磁悬浮德国常导磁悬浮上海磁浮车（德国上海磁浮车（德国TR08TR08）磁浮车是一种新的交通工具，研究的重点磁浮车是一种新的交通工具，研究的重点上海悬浮 它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的气隙较小，一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400500公里，适合于城市间的长距离快速运输。常导型磁浮列车利用电磁吸力实现悬浮常导型磁浮列车利用电磁吸力实现悬浮德国的常导磁悬浮列车德国的常导磁悬浮列车常导磁悬浮列车工作时，首先调整车辆下部的悬
16、浮和导向电磁铁的电磁吸力，与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆侧面导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下，使车轮与轨道保持一定的侧向距离，实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米，是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关，所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。常导磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就象是同步直线电动机的励磁线圈，地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用，它就象同步直线电动机的长定子绕组。从电动机的工作原理可以知道，当作为定子的
17、电枢线圈有电时，由于电磁感应而推动电机的转子转动。同样，当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时，由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就象电机的“转子”一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态下，列车可以完全实现非接触的牵引和制动。轨道轨道支撑支撑驱动系统驱动系统 磁悬浮车的初级驱动部分即具有三相移动磁场绕组的定子，不是安装在列车里，而是安装在轨道里。在三相电动机绕组里，通过三相电流馈电产生电磁移动场，列车通过自己的作为励磁部分产生作用的支撑磁铁被移动磁场向前牵引。速度可以通过改变三相电流的频率从停车状态到运行速度进行无级调整。制动：改变移动磁场方向的时候，电动机变成发电机，无
18、任何接触地把列车刹住。刹车能量可以反馈到电网里去。轨道里面的长定子线性发动机是分为一段一段的，所以它们当中只要有列车所在的一段被供电。配电分站之间的距离及其装机功率视不同驱动要求而定。在需要巨大推力的路段（如上坡、加速度或者制动阶段），分站的设计装机功率比匀速行驶的平缓路段更大。因为驱动装置的初级驱动部分被安装在轨道里，所以磁悬浮列车就不必象其它交通工具那样总是携带着最大荷载所需的全部电动机功率。支撑和导向系统是无接触地通过安装在支撑磁铁里的线性发电机供电的。磁悬浮列车不需要接触线。在电源中断的情况下有车上的蓄电池供电，这些蓄电池在运行过程中通过线性发电机供电。磁悬浮列车原理磁悬浮列车原理 悬
19、浮：磁悬浮列车的底部装有悬浮电磁铁，它是由电动机中的转子部件充当的，而在导轨上也相应的固定着电磁导轨（由磁铁材料制造）。向导轨通电后，由于电磁感应现象，在线圈里产生电流，地面上线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总是保持相反，这样在线圈和电磁体之间就会一直存在引力，车体受到吸引力与重力的共同作用而保持平衡。难点：不过车体也不能抬升得过分，否则就要与导轨相撞了，所以我们便要通过控制悬浮磁铁中的电流大小来控制吸引力不能过大。导向：在侧面装有侧向电磁体（车体上）与侧向导轨（路轨上），它们之间的磁极极性同，故互相排斥，使车体不至于与导轨碰撞，并使列车行驶时保持稳定不翻车。以上便是磁悬浮列车能够不与导
20、轨接触而产生阻力的原因了。悬浮与导向磁悬浮列车原理根据磁悬浮列车上电磁铁的使用方式，磁悬浮铁路的基本制式可分为两大类，即：常导磁吸式（ELECTRO MAGNETIC SUSPENSION），简称EMS型；和超导磁斥式（ELECTRO DYNAMIC SUSPENSION），简称EDS型。两种制式的基本结构和工作原理各有不同。1、常导磁吸式（EMS型），是利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁铁（悬浮电磁铁），和铺设在线路导向轨上的磁铁，在磁场的作用下产生吸引力使车辆浮起，车辆和轨面之间的间隙与吸引力的大小成反比。为了保证这种悬浮的可靠性和列车运行的平稳性以及使直线电机有较高的功率，必须精确地控制
21、电磁铁中的电流，才能使磁场保持稳定的强度和悬浮力，使车体与导向轨之间保持10-15mm的间隙。通常采用测量间隙用的气隙传感器来进行系统的反馈控制。此种悬浮方式不需设置专用的着地支撑装置和辅助的着地轮。磁浮列车利用直线电机实现牵引、制动磁浮列车利用直线电机实现牵引、制动悬浮技术日本超导磁浮日本超导磁浮超导体是谁最早发现的呢超导体是谁最早发现的呢?Yesterday(kammerlingh_onnes)1908年，荷兰物理学家昂纳斯首次成功地把称为“永久气体”的氮液化，因而获得4.2K 的低温源，为超导准备了条件，三年后即1911年，在测试纯金属电阻率的低温特性时，他又发现，汞的直流电阻在4.2K
22、时突然消失，多次精密测量表明，汞柱两端压降为零，他认为这时汞进入了一种以零阻值为特征的新物态，并称为“超导态”。于于1913年获诺贝尔物理年获诺贝尔物理奖奖1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现：如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体，这叫抗磁性。2、超导磁斥式（EDS型）此种型式在车辆侧部安装超导磁体（放在液态氦储存槽内），在轨道两侧铺设一系列铝环线圈。列车运行时，给车上线圈（超导磁体）通电流，产生强磁场，地上线圈（铝环）与之相切割，在铝环内产生感应电流。感应电流产生的磁场与车辆上超导磁体的磁场方向相反，两个磁场产生排斥力。当排斥
23、力大于车辆重量时，车辆浮起。因此，超导磁斥式就是利用置于车辆上的超导磁体，与铺设在轨道上的无源线圈之间的相对运动来产生悬浮力，将车体抬起的。超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮气隙较大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500公里以上。1、悬浮过程2、导向过程 由于车体内装有处于低温下的强大超导磁体，导向轨导体中的磁通随着车辆的向前运动而改变，从而感应出强大的电流。由于超导磁体的电阻为零，在运行中几乎不消耗能量，而磁场强度很大。在超导体和导轨之间产生的强大排斥力，可使车辆浮
24、起100-150mm，并能使列车运行保持平稳。当车辆向下位移时，超导磁体与悬浮线圈的间距减小，电流增大，使浮力增加，又使车辆自动恢复到原来的悬浮高度。这个间隙与速度的大小有关。磁动悬浮概念 一般起始升举速度为50km/h。低于这个速度，即列车在低速运行或停车启动时，悬浮力大大减弱以至消失。因此，必须在车辆上装设机械辅助支承装置，如辅助支持轮及相应的弹簧支承，以保证列车安全可靠地运行。控制系统应能实现启动和停车的精确控制。日本新建的山梨磁悬浮铁路山梨磁悬浮铁路，改变了在地面装设线圈、“垂直悬浮”的宫崎方式宫崎方式，而采用“侧壁悬浮”方式。即在U型导轨的侧面装设“8”字型线圈。这种方式的优点是阻力
25、小，悬浮效果好。日本超导磁悬浮列车MAGLEV超导磁悬浮列车的轨道 超导磁浮轨道超导磁浮示意图超导磁浮示意图AB磁悬浮列车的推进系统磁悬浮列车的推进系统磁悬浮列车的推进系统磁悬浮列车的推进系统 在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将推进线圈变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。前进一步后，线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了，反之亦然。这样，列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔
26、驰。根据车速，通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。日本超导磁浮重要特征 无接触、无磨擦和无磨损的支承、导向与驱动技术 安装在轨道上面的同步长定子线性电动机 在各种运行情况下，无论是在以每小时200至300公里速度行驶的快速区间交通，还是在每小时500公里高速行驶时，均能保证安全舒适 具有高度的加速和制动能力 由于很小的弯曲半径和高度10的登坡能力，轨道可以灵活地选线 在任何速度上产生的噪声都很小 单位能量消耗少，运营成本低 无论是在平地还是架设在空中的建筑方式，轨道占地面积都很小 磁悬浮列车存在的问题 尽管磁悬浮列车技术有上述的许多优点，但仍然存在一些不足：1.由于磁悬浮系统是
27、以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后磁悬浮的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题。其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。2.常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。3.超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大，冷却系统重，强磁场对人体与环境都有影响。磁悬浮铁路在一些国家里取得了较大的发展，有的甚至已基本解决了技术方面的问题而开始进入实用研究乃至商业运营阶段，但是随着时间的推移，磁浮铁路并没有出现人们所企望的那种成为主要交通工具的趋势，反而越来越面临着来自其它交通运输方式，特别是高速型常规（轮轨粘着
28、式）铁路的强有力的挑战。磁悬浮列车发展史 磁悬浮列车是自大约200年前斯蒂芬森的“火箭”号蒸气机车问世以来铁路技术最根本的突破。磁悬浮列车在今天看似乎还是一个新鲜事物，其实它的理论准备已有很长的历史。磁悬浮技术的研究源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。进入70年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。而美国和前苏联则分别在七八十年代放弃了这项研究计划，目前只有德国和日本仍在继续进行磁悬浮系统的研
29、究，并均取得了令世人瞩目的进展。科技之光：磁悬浮列车 日本于1962年开始研究常导磁浮铁路。此后由于超导技术的迅速发展，从70年代初开始转而研究超导磁浮铁路。1972年首次成功地进行了2.2吨重的超导磁浮列车实验，其速度达到每小时50公里。1977年12月在宫崎磁浮铁路试验线上，最高速度达到了每小时204公里，到1979年12月又进一步提高到517公里。1982年11月，磁浮列车的载人试验获得成功。1995年，载人磁浮列车试验时的最高时速达到411公里。为了进行东京至大阪间修建磁浮铁路的可行性研究，于1990年又着手建设山梨磁悬浮铁路试验线，首期18.4公里长的试验线已于1996年全部建设完成
30、。德国对磁浮铁路的研究始于1968年（当时的联邦德国）。研究初期，常导和超导并重，到1977年，先后分别研制出常导电磁铁吸引式和超导电磁铁相斥式试验车辆，试验时的最高时速达到400公里。后来经过分析比较认为，超导磁浮铁路所需的技术水平太高，短期内难以取得较大进展，遂决定以后只集中力量发展常导磁浮铁路。1978年，决定在埃姆斯兰德修建全长31.5公里的试验线，并于1980年开工兴建，1982年开始进行不载人试验。列车的最高试验速度在1983年底达到每小时300公里，1984年又进一步增至400公里。目前，德国在常导磁浮铁路研究方面的技术已趋成熟。与日本和德国相比，英国对磁浮铁路的研究起步较晚，从
31、1973年才开始。但是，英国则是最早将磁浮铁路投入商业运营的国家之一。1984年4月，伯明翰机场至英特纳雄纳尔车站之间一条600米长的磁浮铁路正式通车营业。旅客乘坐磁浮列车从伯明翰机场到英特纳雄纳尔火车站仅需90秒钟。在1995年，这趟一度是世界上唯一从事商业运营的磁浮列车在运行了11年之后被宣布停止营业，其运送旅客的任务由机场班车所取代。为什么要发展磁悬浮列车?磁悬浮列车快速、低耗、安全、舒适、经济、无污染：常导磁悬浮列车可达至公里小时，超导磁悬浮列车可达至公里小时。它的高速度使其在至公里之间的旅行距离中比乘坐飞机更优越。运行成本和能耗低是它的又一优点。由于没有轮子、无磨擦等因素，它比目前最
32、先进的高速火车省电。在公里小时速度下，每座位公里的能耗仅为飞机的至，比汽车也少耗能。因无轮轨接触，震动小、舒适性好，对车辆和路轨的维修费用也大大减少。磁悬浮列车交通有利于保护环境。它在运行时不与轨道发生磨擦，且爬坡能力强、转弯半径小，所以发出的噪音很低（只有当时速达到公里以上时，才会产生与空气磨擦的轻微噪音）。它的磁场强度非常低，与地球磁场相当，远低于家用电器。由于采用电力驱动，避免了烧煤烧油给沿途带来的污染。磁悬浮列车的爬坡能力为，而一般铁路的最高坡度只有。磁悬浮列车一般以米以上的高架通过平地或翻越山丘，从而避免了开山挖沟对生态环境造成的破坏。磁悬浮列车在路轨上运行，按飞机的防火标准实行配置
33、。它的车厢下端像伸出了两排弯曲的胳膊，将路轨紧紧搂住，绝对不可能出轨。列车运行的动力来自固定在路轨两侧的电磁流，同一区域内的电磁流强度相同，不可能出现几辆列车速度不同或相向而动的现象，从而排除了列车追尾或相撞的可能。列车的整个安全系统可以相互检测，自动替补。磁浮历史一、磁浮铁路的造价十分昂贵。与高速铁路相比，修建磁浮铁路费用昂贵。根据日本方面的估计，磁浮铁路的造价每公里约需60亿日元，比新干线高20。如果规划中的从东京到大阪之间的中央新干线修建为磁浮铁路，全线造价约需3万亿日元，而为了对建造磁浮铁路这一方案进行可行性研究而计划建造的一条42.8公里长的试验线，其初步预算就达3000亿日元。制约
34、磁浮铁路发展的因素 德国也认为磁浮铁路的造价远远高于高速铁路。根据德国在80年代初的这一项估算认为，修建一条复线磁浮铁路其造价每公里约为659万美元，而法国的巴黎至里昂和意大利的罗马至佛罗伦萨的高速铁路每公里的造价只分别为226万和236万美元。现在，德国规划中的汉堡至柏林292公里长的铁路如果建造成为磁浮铁路，其初步预算就达59亿美元，约合每公里2000万美元。磁浮铁路所需的投入较大，利润回收期较长，投资的风险系数也较高，从而也在一定程度上影响了投资者的信心，制约了磁浮铁路的发展。二、磁浮铁路无法利用既有的线路，必须全部重新建设。由于磁浮铁路与常规铁路在原理、技术等方面完全不同，因而难以在原
35、有设备的基础上进行利用和改造。高速铁路则不同，可以通过加强路基、改善线路结构、减少弯度和坡度等方面的改造，某些既有线路或某些区段就可以达到高速铁路的行车标准。如，日本1964年投入运营并大受欢迎的东京至大阪的新干线，在没有对机车做重大改进的情况下，仅通过修建曲线半径较大，即没有急转弯和陡坡较小的铁路等方法，从而使列车速度大大提高。再如德国的汉堡至柏林既有铁路线，经过技术改造后，某些区段的最高速度每小时可达230公里。此外，欧洲一些国家如德国、瑞典、意大利等国的设计人员，还采用使车厢在转向架上转动和倾斜的升降技术来对付铁路弯道（即采用摆式车体），这样在无须对既有线路进行改造和更新的情况下，也使列
36、车行驶速度提高到每小时220公里。在对既有线路进行高速铁路改造的过程中，还可以实现高、中速混跑，列车根据不同区段的最高限速以不同的速度行驶。因而，与磁浮铁路的全部重新建设相比，高速铁路的线路和运行成本就大大降低了。三、磁浮铁路在速度上的优势并没有凸显出来。30多年前，许多人认为轮轨粘着式铁路的极限速度为每小时250公里，后来又认为是300-380公里。但是现在，法国的“高速列车”(TGV)、德国的“城际快车”(ICE)和穿越英吉利海峡的“欧洲之星”列车以及日本的新干线，其运行速度都达到或接近每小时300公里。1990年，在巴黎西部地区运行的法国第二代高速列车TGVA“大西洋”号更是创下了试验时
37、速515.3公里的世界纪录。更何况，既便是磁浮铁路的行车速度达到每小时450-500公里，在典型的500公里区间内的运行中，也只比时速为300公里的高速铁路节约半小时，其优势不是特别明显。两者的目前最高纪录：2007年北京时间4月3日晚上7点，法国高速列车刚刚在巴黎东南部的一段经过特别加固的铁路线上进行了一次测试行驶，在这次测试中，由法国阿尔斯通运输公司制造的V150超高速列车时速达到了每小时574.8公里，创造了新的轮轨列车时速纪录。年，日本磁悬浮列车创造了公里小时的速度。日本日本LIMLIM磁浮（直线感应电机）磁浮（直线感应电机）LIM：直线感应电机HSST HSST 磁浮车（日本）磁浮车
38、（日本）国内磁浮国内磁浮 西南交大 国防科大 中科院电工所长长初级直线异步电机（西南交大）初级直线异步电机（西南交大）西南交大西南交大MST-1MST-1磁浮车磁浮车青城山磁浮车青城山磁浮车国防科大磁浮国防科大磁浮车车短初级直线异步电机（短初级直线异步电机（HSST）磁悬浮列车磁悬浮列车以超导电磁铁相斥原理建设的铁路运输系统区别于通常的轮轨黏着式铁路。其最高时速可以达到350500km。磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中一厘米左右，行走时不需接触轨面，此其阻力只有空气的阻力，悬浮列车的最高速度可以达每小时500公里以上，比轮轨高速列车的
39、300多公里还要快速。磁悬浮技术的研究源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。1970年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮系统开发工作原理磁悬浮列车利用“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘处腾空行驶，创造了近乎“零高度”腾空飞行的奇迹。由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有两种相应的形式一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车，它
40、利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行的铁路；另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持1015毫米的间隙，并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。通俗的讲就是，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。由于它磁悬浮列车与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（
41、S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。当列车前进时，在线圈里流动的电流流向就反转过来了。，其结果就是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了反之亦然。一样，列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速，通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压上海磁悬浮列车上海磁悬浮列车设计时速430公里/小时，实际时速约380公里/小时，现已降速至最高301公里/小时，转弯处半径达8000米，肉眼观察几乎是一条直线，最小的半径也达1300米。乘客不会有不适感。轨道全线两边50米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。磁悬浮列车的车窗是减速玻璃，乘客可以更好的观赏窗外的
42、风景。减速玻璃在与车体接触的边缘处有弧度变形，正因为这个弧度可以使车外景物在透过弧度时发生变形，从而影响车内乘客的视觉，产生减速的效果。并且在挡风玻璃边缘都有渐淡的点状黑色装饰边，同样也起到一定效果。磁悬浮列车的稳定性 导向系统，是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时，列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用，产生排斥力，使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时，控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制，达到控制运行目的。“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。磁悬浮列车只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”，“
43、定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能。我们知道，电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电 时，通过电磁感应作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。磁悬浮列车的的组成 磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成，尽管可以使用与磁力无关的推进系统，但在目前的绝大部分设计中，这三部分的功能均由磁力来完成。磁悬浮的运用 2009年6月15日，国内首列具有完全自主知识产权的实用型中低速磁悬浮列车，在中国北车唐山轨道客车有限公司下线后完成列车调试，开始进行线路运行试验，这标志着我国已经具备中低速磁悬浮列车产业化的制造能力。中低速
44、磁悬浮列车是一种新近发展起来的轨道交通装备，性能卓越，适用于大中城市市内、近距离城市间、旅游景区的交通连接，市场前景广阔。中低速磁悬浮列车利用电磁力克服地球引力，使列车在轨道上悬浮，并利用直线电机推动前进。与普通轮轨列车相比，具有噪声低，振动小，线路敷设条件宽松、建造成本低，易于实施，易于维护等优点，而且由于其牵引力不受轮轨间的粘着系数影响，使其爬坡能力强，转弯半径小，是舒适、安全、快捷、环保的绿色轨道交通工具，在各种交通方式中 具有独特的优势。中低速磁悬浮列车项目是唐车公司与北京控股磁悬浮技术发展有限公司、国防科学技术大学等共同开展的磁悬浮技术工程化应用研发项目，被科技部列入国家“十一五”科
45、技支撑计划。2005年7月，首辆中低速磁悬浮工程化样车在唐车公司问世，并投入试验运行 2008年5月，唐车公司建成了长达1.547公里的国内首条中低速磁悬浮列车工程化试验示范线，科技部将其确立为国家科技支撑计划中低速磁悬浮交通试验基地。2009年5月13日，国内首列具有完全自主知识产权的实用型中低速磁悬浮列车在唐车公司完成组装，顺利下线，并随即开始进行列车调试。该车在原有工程化样车基础上进行了大量实用化改进，整列车为3辆编组模式，由2辆结构相同的端车和1辆中间车组成，运行时速为100到120公里，首尾车定员为每辆100人，中间车为120人，使用寿命在25年以上。该车采用铝合金车体、宽幅车身，供
46、电电压由直流750伏提高到直流1500伏，噪音低、无辐射、运行安全可靠，爬坡能力达到70的水平，更加适合在城市复杂线路运行，并大幅降低了线路建设拆迁成本。磁悬浮列车的发展，将使地面交通发生革命性的变化。它速度快，运行安全、平稳舒适、无噪声，可以实现全自动化运行。磁悬浮列车总的来说，磁悬浮列车具有高速，低噪音，环保，经济和舒适等特点。磁悬浮列车从北京运行到上海，不超过4个小时，从杭州至上海只需23分钟。在时速达200公里时，乘客几乎听不到声响。磁悬浮列车采用电力驱动，其发展不受能源结构，特别是燃油供应的限制，不排放有害气体。据专家介绍，磁悬浮线路的造价只是普通路轨的85%，而且运行时间越长，效益
47、会更明显。因为，磁悬浮列车的路轨寿命可达80年，而普通路轨只有60年。磁悬浮列车车辆的寿命是35年，轮轨列车是20至25年。此外，磁悬浮列车的年运行维修费仅为总投资的12%，而轮轨列车高达44%。磁悬浮高速列车的运行和维修成本约是轮轨高速列车的1/4。磁悬浮列车和轮轨列车乘客票价的成本比约为1：28。缺点1.磁悬浮有一大缺点，它的车厢不能变轨，不像轨道列车可以从一条铁轨借助道岔进入另一铁轨。这 样一来，如果是两条轨道双向通行，一条轨道上的列车只能从一个起点驶向终点，到终点后，原路返回。而不像轨道列车可以换轨到另一轨道返回。因此，一条轨道只能容纳一列列车往返运行，造成浪费。磁悬浮轨道越长，使用效率越低。2.由于磁悬浮系统是凭借电磁力来进行悬浮，导向和驱动功能的，一旦断电，磁悬浮列车将发生严重的安全事故，因此断电后磁悬浮的安全保障措施仍然没有得到完全解决。3.强磁场对人的健康，生态环境的平衡与电子产品的运行都会产生不良影响。
