当前位置:文档之家› 工程电磁场的应用

工程电磁场的应用


工作原理
磁悬浮列车利用电磁体“同 名磁极相互排斥,异名磁极 相互吸引”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。
由于磁铁有同名磁极相互排 斥、异名磁极相互吸引两种 形式,故磁悬浮列车也有两 种相应的形式:
起轰动。 1980年,开始建造TR06号。 1986年,在蒂森工业公司(亨舍尔)开发TR07号样车。
1989年,在埃姆斯兰磁悬浮列车试验设施上 开始检验TR07号。此时磁悬浮铁路快速列车 技术已趋成熟。
同年,在我国国防科技大学研制成中国第一台 小型磁悬浮原理样车。
1994年,西南交大研制成功中国第一辆可载 人常导低速磁浮列车,但是只能在完全理想的 实验室条件下运行成功。
在列车停止时,仍需要轮或轨道的一 段继续运动。这新技术仍在开发中, 没有商业版本或全面系统的雏形。
展望前景
过去30多年,磁悬浮列车的发展之快令人瞩目, 不仅在德国和日本磁悬浮列车已进入实用性阶段。 美国跟我国也已建造自己的磁悬浮系统。随着计 算机技术、自控技术和电子集成技术的发展,磁 悬浮列车的技术性能得到了进一步的完善。超导 材料和超低温技术的发展使建造磁悬浮列车的成 本大幅下降。作为一种安全、快速、舒适的“绿 色交通工具”,随着国际社会对人类赖以生存的 地球的环保意识不断加强,磁悬浮列车必将得到 不断普及。
(EDS)将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上 产生电流。由于机车和导轨的缝隙减少时电磁斥 力会增大,从而产生的电磁斥力提供了稳定的机 车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一 样的装置对机车在“起飞”和“着陆”时进行有 效支撑,这是因为EDS在机车速度低于大约25英 里/小时无法保证悬浮。EDS系统在低温超导技术 下得到了更大的发展。
2002年2月世界第一条高速磁悬浮交 通系统—上海磁悬浮示范运营线正式 通车,磁悬浮列车从上海地铁龙阳站 到浦东国际机场全程30千米,只要8 分钟,则平均速度为 3.75千米每分钟, 62.5米每秒。
2005年5月,中国自行研制的“中华06号”吊轨永磁悬浮 列车于连亮相,据称其速度可达每小时400公里。
磁悬浮列车发展史
1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔首次考虑电磁悬浮铁路。 1934年,赫尔曼·肯佩尔获得制造磁悬浮铁路的基本专利。 1935年,赫尔曼·肯佩尔运用试验模型证实了磁悬浮。 1969年,克劳斯-马菲公司制造出电磁悬浮模型TR-01。 1971年-1974年,先后制造了TR02、TR03、TR04号试验车。 1976年,生产第一台用长定子电磁行车技术的载人试验车HMB2。 1979年,在汉堡的国际交通展览会上展出5月17日投产的TR05号并引
2006年4月30日,中国第一辆具有自主知识产权的中低速 磁悬浮列车,在四川成都青城山一个试验基地成功经过室 外实地运行联合试验。
2010年4月8日,由成都飞机公司制造的中国首辆高速磁悬 浮国产化样车在成都实现交付,标志着成飞已具备磁悬浮 车辆国产化设计、整车集成和制造能力
2014年5月16日,高铁长沙南站至长沙黄花国际机场的长 沙磁悬浮工程正式强制开工建设。这是我国第一条完全自 主研发的商业运营磁悬浮线,预计2016年上半年投产运营。 届时,乘客从长沙南站至长沙黄花机场T2航站楼,仅需20 分钟。
磁悬浮技术概述
磁悬浮技术是起源于德国,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。
EDS(电动力悬浮 或超导型悬浮)
内建磁铁大幅度使用于列车与轨道,技 强大的磁场令列车上的乘客无法使用
术上已可达至非常高的速度(581km/h) 心脏起搏器或磁性数据储存装置(如
和具高负载的能力。已证明(2005年 硬盘及信用卡),因此需要使用磁屏
12月)使用廉价的液态氮冷却高温超导 蔽。轨道的诱导性会限制列车的最高
磁体,能成功在船上操作。
速度,列车必须具有轮作低速运行。
Inductrack系统 (永磁性EDS)
有故障安全防护悬吊系统,不需要电力 作激活磁铁;磁场固定在列车的下面; 能在低速时(大约5km/h)产生足够的 磁场使磁悬浮列车悬浮;停电时列车会 逐渐减速以保障安全;Halbach array永 久磁铁比电磁铁可能更符合成本效益。
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 10—15 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。
悬浮系统:电磁悬浮系系统(EMS)和电力悬浮系
统(EDS)
EMS是一种吸力悬浮系统,是结合在机车上的电磁铁 和导轨上的铁磁轨道相互排斥产生悬浮。常导磁悬浮 列车工作时,首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁 的电磁排斥力,与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作 用将列车浮起。在车辆下部的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。
技术
优点
缺点
EMS(电磁力悬浮 或常导型悬浮)
列车内外的磁场较电动力悬浮低。已证 明技术上已可达至非常高的速度(超过 500km/h)。没有车轮或二级推进系统 需要。
列车与轨道之间分离,两者之间的电 磁吸引力容易不稳定,必须不断透过 电脑系统进行监测和纠正以免发生碰 撞。由于系统固有的不稳定性和外部 系统需要不断修正,振动可能会导致 系统出现问题。
1995年5月11日,中国第一台载人磁悬浮列车 在国防科技大学研制成功,使中国成为继德国、 日本、英国、前苏联、韩国之后,第六个研制 成功磁悬浮列车的国家。
2000年,中国西南交通大学磁悬浮列 车与磁浮技术研究所研制成功世界首 辆高温超导载人磁悬浮实验车。
2001年8月14日,由长春客车厂、西 南交通大学和株洲电力机车研究所联 合研制开发的我国首辆磁悬浮客车, 在长春客车厂竣工下线,从而使我国 继德国和日本之后,成为世界上第三 个掌握磁悬浮客车技术的国家。
另一种则是利用磁铁异的电磁运行系统的 设计的电动力运行系统
磁悬浮列车,它利用车上超导体 的磁悬浮列车 ,它是 在
电磁铁形成的磁场与轨道上线圈 车体底部及两侧倒转向
形成的磁场之间所产生的相斥力, 上的顶部安装磁铁,在T
使车体悬浮运行的铁路;
相关主题