磁悬浮技术原理磁悬浮技术原理空间电磁悬浮技术简介随着航天事业的发展，模拟微重力环境下的空间悬浮技术已成为进行相关高科技研究的重要手段。
目前的悬浮技术主要包括电磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、静电悬浮、粒子束悬浮等，其中电磁悬浮技术比较成熟。
电磁悬浮技术（electromagnetic levitation )简称EML技术。
它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属球的悬浮。
目录起源概述空间电磁悬浮技术发展历史国际中国中国磁悬浮技术原理应用前景磁悬浮列车磁悬浮列车的优点磁悬浮列车的缺点起源概述空间电磁悬浮技术发展历史国际中国中国磁悬浮技术原理应用前景磁悬浮列车磁悬浮列车的优点磁悬浮列车的缺点展开编辑本段起源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、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。
编辑本段概述利用磁力使物体处于无接触悬浮状态的设想是人类一个古老的梦。
但实现起来并不容易。
因为磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的典型的机电一体化技术(高新技术)。
随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论及新型电磁材料的发展和转子动力学的进展，磁悬浮技术得到了长足的发展。
磁悬浮列车原理示意图.目前（2009年）国内外研究的热点是磁悬浮轴承和磁悬浮列车，而应用最广泛的是磁悬浮轴承。
它的无接触、无摩擦、使用寿命长、不用润滑以及高精度等特殊的优点引起世界各国科学界的特别关注，国内外学者和企业界人士都对其倾注了极大的兴趣和研究热情。
编辑本段空间电磁悬浮技术随着航天事业的发展，模拟微重力环境下的空间悬浮技术已成为进行相关高科技研究的重要手段。
目前的悬浮技术主要包括电磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、静电悬浮、粒子束悬浮等，其中电磁悬浮技术比较成熟。
电磁悬浮技术（electromagnetic levitation )简称EML技术。
它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属球的悬浮。
磁悬浮列车工作示意图将一个金属样品放置在通有高频电流的线圈上时，高频电磁场会在金属材料表面产生一高频涡流，这一高频涡流与外磁场相互作用，使金属样品受到一个洛沦兹力的作用。
在合适的空间配制下，可使洛沦兹力的方向与重力方向相反，通过改变高频源的功率使电磁力与重力相等，即可实现电磁悬浮。
一般通过线圈的交变电流频率为104—105Hz。
同时，金属上的涡流所产生的焦耳热可以使金属熔化，从而达到无容器熔炼金属的目的。
目前，在空间材料的研究领域, EML技术在微重力、无容器环境下晶体生长、固化、成核及深过冷问题的研究中发挥了重要的作用。
目前世界上有三种类型的磁悬浮。
一是以德国为代表的常导电式磁悬浮，二是以日本为代表的超导电动磁悬浮，这两种磁悬浮都需要用电力来产生磁悬浮动力。
而第三种，就是我国的永磁悬浮，它利用特殊的永磁材料，不需要任何其他动力支持。
编辑本段发展历史国际20世纪60年代，世界上出现了3个载人的气垫车实验系统，它是最早对磁悬浮列车进行研究的系统。
随着技术的发展，特别是固体电子学的出现，使原来十分庞大的控制设备变得十分轻巧，这就给磁悬浮列车技术提供了实现的可能。
1969年，德国牵引机车公司的马法伊研制出小型磁悬浮列车系统模型，以后命名为TR01型，该车在1km轨道上时速达165km，这是磁悬浮列车发展的第一个里程碑。
在制造磁悬浮列车的角逐中，日本和德国是两大竞争对手。
1994年2月24日，日本的电动悬浮式磁悬浮列车，在宫崎一段74km长的试验线上，创造了时速431km的日本最高记录。
1999年4月日本研制的超导磁悬浮列车在实验线上达到时速552 km，德国经过20年的努力，技术上已趋成熟，已具有建造运营线路的水平。
原计划在汉堡和柏林之间修建第一条时速为400 km的磁悬浮铁路，总长度为248 km，预计2003年正式投入营运，但由于资金计划问题，2002年宣布停止了这一计划。
中国中国对磁悬浮列车的研究工作起步较迟，1989年3月，国防科技大学研制出中国第一台磁悬浮试验样车。
1995年，中国第一条磁悬浮列车试验线在西南交通大学建成，并且成功进行了稳定悬浮、导向、驱动控制和载人运行等时速为300 km的试验。
西南交通大学这条试验线的建成，标志中国已经掌握了制造磁悬浮列车的技术。
编辑本段中国磁悬浮技术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公里，既可货运，又可客运，适用于大都市圈的交通运输。
据半岛晨报报道只有在小说、科幻电影中才能见到的“空中悬浮”列车马上就要出现在大连人身边了。
记者从昨日的专交会上了解到，3000米永磁悬浮试验线拟定年底在开发区建设。
2006年8月17日上午，在大连世界博览广场举办的运行中的磁悬浮列车“2006年中国国际专利技术与产品交易会”上，“中华01号”1/10槽轨永磁悬浮微缩路-车格外引人注目。
该车按照1/10比例微缩，几何尺寸按实车微缩；路桥结构、轨道结构、车辆结构与悬浮功能为仿真微缩。
在技术人员的操作下，悬浮在槽轨上的微缩列车十分轻巧“跑”起来，启动、刹车十分灵活并且悄无声息。
据了解，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。
据技术人员介绍，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。
中国永磁悬浮与国外磁悬浮相比有五大方面的优势：一是悬浮力强。
二是经济性好。
三是节能性强。
四是安全性好。
五是平衡性稳定。
槽轨永磁悬浮是专为城市之间的区域交通设计的，列车在高架的槽轨上运行，设计时速230公里，既可客运，又可货运。
大连磁谷科技研究所有限公司苏珣总经理告诉记者，3000米永磁悬浮列车线路预计在今年年底建设，地点拟定在开发区。
2010年4月8日，我国首辆高速磁悬浮国产车在成都交付。
该样车由中航工业成都飞机工业（集团）有限公司制造，标志着该企业已经具备了磁悬浮车辆国产化、整车集成和制造能力。
该高速磁浮列车可以达到每小时500公里。
中航工业成飞此次交付的车辆是参照德国转让技术，按照上海磁浮公司的改进方案要求研制的第一辆工程化样车，在上海编组成列后，投入上海示范线的商业营运，并有望在世博会期间投入使用。
编辑本段原理磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。
假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。
因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。
编辑本段应用国际上对磁悬浮轴承的研究工作也非常活跃。
1988年召开了第一届国际磁悬浮轴承会议，此后每两年召开一次。
1991年，美国航空航天管理局还召开了第一次磁悬浮技术在航天中应用的讨论会。
现在，美国、法国、瑞士、日本和中国都在大力支持开展磁悬浮轴承的研究工作。
国际上的这些努力，推动了磁悬浮轴承在工业上的广泛应用。
国内对磁悬浮轴承的研究工作起步较晚，尚处于实验室阶段，落后外国约20年。
1986年，广州机床研究所与哈尔滨工业大学首先对“磁力轴承的开发及其在FMS中的应用”这一课题进行了研究。
此后，清华大学、西安交通大学、天津大学、山东科技大学、南京航空航天大学等都在进行这方面的研究工作。
目前在工业上得到广泛应用的基本上都是传统的磁悬浮轴承(需要位置传感器的磁悬浮轴承)，这种轴承需要5个或10个非接触式位置传感器来检测转子的位移。
由于传感器的存在，使磁悬浮轴承系统的轴向尺寸变大、系统的动态性能降低，而且成本高、可靠性低。
此外，由于传感器的价格较高，从而导致磁悬浮轴承的售价很高，大大限制了它在工业上的推广应用。
2009年8月，参观者在北京看磁悬浮列车轨道，北京城建设计研究总院的总工杨秀仁透露，北京正在做一条磁悬浮线的长期规划———通往门头沟的S1轨道线路正在筹划，计划采用中国自主研发的磁悬浮技术。
而由北京控股磁悬浮技术发展有限公司和国防科技大学合作的中低速磁浮列车，是中国唯一具有完全自主知识产权的磁悬浮列车。
编辑本段前景随着电子元件的集成化以及控制理论和转子动力学的发展，经过多年的研究工作，国内外对该项技术的研究都取得了很大的进展。
但是不论是在理论还是在产品化的过程中，该项技术都存在很多的难题，其中磁悬浮列车的技术难题是悬浮与推进以及一套复杂的控制系统，它的实现需要运用电子技术、电磁器件、直线电机、机械结构、计算机、材料以及系统分析等方面的高技术成果。
需要攻关的是组成系统的技术和实现工程化。
磁悬浮轴承面向电力工程的应用也具有广阔的前景，根据磁悬浮轴承的原理，研制大功率的磁悬浮轴承和飞轮储能系统以减少调峰时机组启停次数；进行以磁悬浮轴承系统为基础的振动控制理论的研究，将其应用于汽轮机转子的振动和故障分析中；通过调整磁悬浮轴承的刚度来改变汽轮机转子结构设计的思想，从而改善转子运行的动态特性，避免共振，提高机组运行的可靠性等，这些都将为解决电力工程中的技术难题提供崭新的思路。
编辑本段磁悬浮列车磁悬浮列车利用“同性相斥，异性相吸”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厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。
世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需6～7分钟。
上海磁悬浮列车是“常导磁斥型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。
是利用“同性相斥”原理设计，是一种排斥力悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的排斥力使车辆浮起来。
就是说，轨道产生磁力的排斥力与列车的重力在一个相应平衡的数据时，列车就会悬浮起来。
列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁，在“工”字轨的上方和上臂部分的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轨道间保持1厘米的间隙，让转向架和列车间的排斥力与列车重力相互平衡，利用磁铁排斥力将列车浮起1厘米左右，使列车悬浮在轨道上运行。