磁悬浮汽车原理详解,磁悬浮汽车原理

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  1. 磁悬浮列车原理
  2. 磁悬浮原理
  3. 悬浮列车的推动力是什么呢?是怎么推动的呢?
  4. 磁悬浮列车原理是什么?
  5. 上海交大的蔡雨辰磁悬浮原理
  6. 关于磁悬浮列车?
  7. 磁悬浮列车的原理是什么?

磁悬浮列车的原理:

使用安装在车辆两侧转向架上的正常导电磁铁(悬挂电磁铁)和铺设在线路导轨上的磁铁,磁场产生的吸引力将使车辆浮动。车辆和轨道面粉之间的间隙与吸引力的大小成反比。

为了保证这种悬挂的可靠性和列车的平稳运行,并使直线电机具有更高的功率,必须精确地控制电磁铁中的电流,以便磁场保持稳定的强度和悬挂力,并且在车体和导轨之间保持大约10毫米的间隙。

磁悬浮汽车原理详解,磁悬浮汽车原理
(图片来源网络,侵删)

通常,用于测量间隙的气隙传感器用于执行系统的反馈控制。这种悬挂方式不需要特殊的着陆支撑装置和***着陆轮,对控制系统的要求可以稍低一些。

因为超导磁体的电阻为零,所以在操作中几乎不消耗能量,并且磁场强度非常高。超导体和导轨之间产生的强大排斥力可以使车辆漂浮。当车辆向下移动时,超导磁体和悬浮线圈之间的距离减小,电流增加,悬浮力增加,车辆自动返回到初始悬浮位置。

这个间隙与速度大小有关,车体只有在达到100公里/小时时才能浮动,因此,车辆必须配备机械***支撑装置,如***支撑轮和相应的弹簧支撑,以确保列车安全可靠地着陆。控制系统应能实现启动和停止的精确控制。

现状

由于磁悬浮列车具有造价高、高耗电、辐射大、不可靠等特点,因此前景不理想。常导磁悬浮列车可达400至500公里/小时,超导磁悬浮列车可达500至600公里/小时。它的高速度使其在1000至1500公里之间的旅行距离中比乘坐飞机更优越。

由于没有轮子、无摩擦等因素,它比目前最先进的高速火车多耗电30%。在500公里/小时速度下,每座位/公里的能耗仅为飞机的1/3至1/2,比汽车也少耗能30%。因无轮轨接触,震动大、舒适性较不好,可是颠波大对车辆和路轨的维修费用也要求极高。

磁悬浮列车在运行时不与轨道发生摩擦,发出的噪音较低。磁悬浮列车一般以5米以上的高架通过平地或翻越山丘,从而不可避免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收费配置。

磁悬浮列车原理

在未来,汽车有可能渐渐成为不受宠爱的产品,因为它污染环境,容易堵塞交通。磁悬浮列车将成为大众高速交通的主要手段。

传统的轮轨系列车的支撑、导向以及牵引、制动等功能都是靠轮轨之间的相互作用:车轮支撑在钢轨上,列车在横向的导向是靠轮缘与钢轨内侧之间的作用,而火车启动加速和制动减速时的作用力是靠车轮与钢轨之间的摩擦力。

而磁悬浮铁路上的磁悬浮列车,顾名思义是利用列车与轨道之间的磁力(吸力或斥力)把车体支撑在轨道上方,车体与轨道并不接触。

利用磁铁的吸力和斥力的磁悬浮列车的区别,主要反映在轨道形式的不同。

利用吸力的磁悬浮列车,***用的是T形轨道;它利用由传统的车载电磁体相导轨上的铁磁轨道之间相互作用产生吸引磁力而形成悬浮力和推力,使车辆浮起,它用感应线性电动机驱动。其优点是易于通过蓄电池或感应(异步)发电机转子供电流,应用技术较为简单。其缺点是悬浮力较小,只能浮起大约10毫米的高度,因而要求高精度控制系统,一般只适用于平原地区。由德国西门子公司开发的Transrapid系统就是这种类型的典型。

而利用斥力的磁悬浮列车,则使用U形轨道。它依靠车载超导磁体和导轨线圈产生的感应电流间的相斥力而产生悬浮。这种类型的优点是强大的超导磁体所产生的电磁力足以将车身悬浮至100毫米的高度,其缺点是超导技术很复杂,超导磁体产生的高磁场应予以屏蔽。由于列车受轨道电磁力的作用,悬浮在空中一定高度运行,因而车体的摇晃和噪声能减轻到最低水平。目前在一些工业发达的国家,磁悬浮列车的速度可达400~600千米/时。在相距较近的城市之间旅行,比乘飞机还快。

与传统轮轨系统列车相比较,磁悬浮列车没有轮轨之间的摩擦阻力,也没有轮轨间的滚动噪声和振动,也没有受电弓和接触网之间的摩擦声。磁悬浮列车快速度、低噪声、无污染、运行成本少。它的出现有可能使未来的交通发生彻底的革命。

但是磁悬浮沿线路要铺设大量线圈绕组,电磁悬浮列车对轨道精度要求非常高,线路建设成本也必然较高。它最大的问题是与现有的轮轨系统铁路不兼容,自成体系。与现有铁路系统之间的运输组织工作产生新的课题。

2000年,我国引进德国技术,在上海首次建成了***用常导技术的磁悬浮列车示范线。

我国第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车,2006年正式投入商业运营。建成后,从浦东龙阳路站到浦东国际机场,30多千米只需六七分钟。上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”(简称“常导型”)磁悬浮列车。它利用“异性相吸”原理设计,是一种吸力悬浮系统,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吸力使车辆浮起来。

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吸引力与列车重力相互平衡,利用磁铁吸引力将列车浮起1厘米左右,使列车悬浮在轨道上运行。这必须精确控制电磁铁的电流。

悬浮列车的驱动和同步直线电动机原理一模一样。通俗说,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变成电磁体,由于它与列车上的电磁体的相互作用,使列车开动。

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,同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时,线圈里流动的电流方向就反过来,即原来的S极变成N极,N极变成S极。循环交替,列车就向前奔驰。

稳定性由导向系统来控制。“常导型磁吸式”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”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼·肯佩尔于1922年提出。

“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。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”、“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。

上海磁悬浮列车时速430千米,一个供电区内只能允许一辆列车运行,轨道两侧25米处有隔离网,上下两侧也有防护设备。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。

磁悬浮列车有许多优点:列车在铁轨上方悬浮运行,铁轨与车辆不接触,不但运行速度快,能超过500 千米/时,而且运行平稳、舒适,易于实现自动控制;无噪音,不排出有害的废气,有利于环境保护;可节省建设经费;运营、维护和耗能费用低。它是21 世纪理想的超级特别快车,世界各国都十分重视发展这一新型交通工具。目前,我国和日、德、英、美等国都在积极研究这种车。日本的超导磁悬浮列车已经过载人试验,即将进入实用阶段,运行时速可达500 千米以上。

到目前可以讲,磁悬浮列车轨道技术在中国,磁悬浮列车技术仍在德国,引进产品是引进不来技术的。我国的轮轨铁路技术有近百年的历史,形成了专门从事机车设计、科研创新的产业大军,拥有数十年设计、制造、运营、维修配套的40多万人的产业链。磁悬浮技术掌握在少数专家、教授手中,是不具备应用条件的。 磁悬浮列车需要高架,高架梁的绕度必须小于1毫米,因此,高架桥跨一般要小于25米,桥墩基础要深30米以上。因此,在上海到杭州的地面上要形成一道200多千米的挡墙。此外,由于运行动力学的影响,轨道两侧各100米内是不允许有其他建筑物的。修建沪杭磁悬浮,占地多,对环境影响比较大。

磁悬浮列车的缺点。2006年,德国磁悬浮控制列车在试运行途中与一辆维修车相撞,报道称车上共29人,当场死亡23人,实际死亡25人,4人重伤。这说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力不可靠,不如轮轨列车。 在陆地上的交通工具没有轮子是很危险的。因为列车要从动量很大降到静止,要克服很大的惯性,只有通过轮子与轨道的制动力来克服。磁悬浮列车没有轮子,如果突然停电,靠滑动摩擦是很危险的。此外,磁悬浮列车又是高架的,发生事故时在5米高处救援很困难。没有轮子,拖出事故现场困难;若区间停电,其他车辆、吊机也很难靠近。

磁悬浮轴承

磁悬浮轴承,是利用磁力作用将转子悬浮于空中,使转子与定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直,轴芯与磁浮线是平行的,所以转子的重量就固定在运转的轨道上,利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑,形成整个转子悬空,在固定运转轨道上。磁悬浮事实上只是一种***功能,并非是独立的轴承形式,具体应用还得配合其他的轴承形式。对于磁悬浮技术,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。

磁悬浮原理

是运用磁铁同性相斥,异性相吸的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即磁性悬浮。

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,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。

扩展资料:

注意事项:

磁悬浮列车的最高速度可达每小时500公里以上,比轮轨高速列车的300多公里还要快。

由于磁悬浮列车是悬浮于轨道上行驶,导轨与机车之间不存在任何实际的接触,成为无轮状态,故其几乎没有轮、轨之间的摩擦,时速高达几百公里。

磁悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低,其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一,噪音小,当磁悬浮列车时速达 300公里以上时,噪声只有65分贝,仅相当于一个人大声地说话,比汽车驶过的声音还小。

百度百科-磁悬浮列车

悬浮列车的推动力是什么呢?是怎么推动的呢?

原理:1、当靠近金属的磁场改变,金属上的电子会移动,并且产生电流。2、电流的磁效应。当电流在电线或一块金属中流动时,会产生磁场。通电的线圈就成了一块磁铁。3、磁铁间会彼此作用,同极性相斥,异极性相吸。

磁悬浮现象是指利用磁场同名相斥的原理,通过控制斥力的大小和方向使斥力和重力的大小相等,让上方的磁体悬浮于空中。物体受地球引力,而产生一个大致指向地心的重力,如果物体所受的其他重力的反向力小于重力,那么物体就会下坠,相同时就会悬浮,大于时侧升空。两个磁性物体或磁场在靠近的时候会互相作用,同名相斥和异名相吸。磁悬浮现象应用的主要场景有磁悬浮风力发电机和磁悬浮列车。

磁悬浮列车:磁悬浮列车是一种***用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。它的时速可达到500公里以上,是当今世界最快的地面客运交通工具,有速度快、爬坡能力强、能耗低、运行时噪音小、安全舒适、不燃油,污染少等优点。并且它***用***用高架方式,占用的耕地很少。

希望我的回答能帮到你。

磁悬浮列车原理是什么?

磁悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”,亦称之为“磁垫车”。

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10—15毫米的间隙,并使导轨钢板的吸引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。

磁悬浮列车与当今的高速列车相比,具有许多无可比拟的优点:

由于磁悬浮列车是轨道上行驶,导轨与机车之间不存在任何实际的接触,成为“无轮”状态,故其几乎没有轮、轨之间的摩察,时速高达几百公里;

磁悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低,其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一;

噪音小,当磁悬浮列车时速达300公里以上时,噪声只有656分贝,仅相当于一个人大声地说话,比汽车驶过的声音还小;

由于它以电为动力,在轨道沿线不会排放废气,无污染,是一种名副其实的绿色交通工具。

上海交大的蔡雨辰磁悬浮原理

磁浮有三个基本原理:

第一个原理是当靠近金属的磁场改变,金属上的电子会移动,并且产生电流。

第二个原理就是电流的磁效应。当电流在电线或一块金属中流动时,会产生磁场。通电的线圈就成了一块磁铁。

第三个原理磁铁间会彼此作用,同极性相斥,异极性相吸。

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。

扩展资料:

磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。

1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔(Hermann Kemper)提出了电磁悬浮原理,继而申请了专利。20 世纪70年代以后,随着工业化国家经济实力不断增强,为提高交通运输能力以适应其经济发展和民生的需要,德国、日本、美国等国家相继开展了磁悬浮运输系统的研发。

参考资料:

百度百科-磁悬浮列车

关于磁悬浮列车?

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。

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。

分类:抗磁质悬浮、超导斥力悬浮、超导钉扎悬浮、涡流悬浮、电动悬浮、主动控制悬浮、谐振悬浮、自旋稳定悬浮等。

有一次,蔡雨辰在研究的过程中遇到了一个很复杂的问题,她起初一直想不通这个问题,后来才突然想起曾在网上看过一篇关于德国科学家分享的磁悬浮列车的设计理念,立刻恍然大悟,于是开始想象如果在汽车上运用磁悬浮技术的话,会有怎样的结果呢?

蔡雨辰是一个动手能力很强的人,她在脑海里构思出磁悬浮汽车后,立刻开始着手研究工作。她先是把自己的构思告诉导师,并得到了导师的鼓励和支持,接着她便在电脑上构思出磁悬浮汽车的设计模型。

?她成功设计出了磁悬浮汽车的模型,并给它取名为“浮舟”。

“浮舟”设计好后,蔡雨辰便把模型和***发给了法国一所学校,并得到了该校老师的赞赏,让她前往法国巴黎技术中心参与制造。蔡雨辰听到这个消息后,激动不已,立刻申请了前往法国巴黎学习的机会。就这样,她只身一人飞往法国巴黎,去完成她的梦想。

?蔡雨辰要学习的地方是雷诺集团巴黎设计工作室,这个集团以汽车制造为主,很多国际品牌汽车都是这个集团制造的,而该集团的巴黎设计工作室更是无数设计师梦寐以求的地方。

蔡雨辰则***地得到了在此学习两周的机会,在这段时间里,设计师们将帮助她完善“浮舟”模型,并制造出实体。

起初蔡雨辰心里还很紧张,怕自己不知该如何和设计师们沟通,没想到工作室里的人都非常友好和和善,并没有把她当成新生,反而把她当成了工作室的一分子,对她多加照顾。

?而设计师们都重分尊重她的意见和看法,耐心和她商讨“浮舟”汽车设计方案的优势和需要修改的地方。在如此优秀的设计师们的帮助下,不仅蔡雨辰的磁悬浮汽车得到了完善,她自己也学到了很多东西,可谓是收获满满。

在经过两周的奋斗以后,蔡雨辰的“浮舟”模型终于制造出了实体。“浮舟”的外表非常独特,它由两个泡泡连接而成,看起来很像“花生壳”。

这两个泡泡是透明的,这样能让司机的视野得到最大限度的扩大,从而减少事故的发生。同时该汽车没有使用传统的轮子,而是***用了磁悬浮技术,这样一来,车速就能得到提高,甚至可以一小时几百公里。

?其中最重要的是磁悬浮汽车是一种环保车,不需要使用燃油来驱动它,而且还可以开启自动驾驶,这样一来,不但可以节省能源***,又可以保护环境,可谓是一举多得。

磁悬浮列车的原理是什么?

磁悬浮列车是运用磁铁“同性相斥,异性相吸”的原理来抗拒地心引力,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶。

悬浮列车有两种相应的形式:一种是推斥式,另一种则吸力式.我国使用的是吸力式,吸力式是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁浮列车,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10毫米(正负误差2毫米)的间隙,并使导轨钢板的吸引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。

磁悬浮列车的磁场不会影响手机等设备的正常使用.

磁悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”,亦称之为“磁垫车”。

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10—15毫米的间隙,并使导轨钢板的吸引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。

磁悬浮列车与当今的高速列车相比,具有许多无可比拟的优点:

由于磁悬浮列车是轨道上行驶,导轨与机车之间不存在任何实际的接触,成为“无轮”状态,故其几乎没有轮、轨之间的摩察,时速高达几百公里;

磁悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低,其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一;

噪音小,当磁悬浮列车时速达300公里以上时,噪声只有656分贝,仅相当于一个人大声地说话,比汽车驶过的声音还小;

由于它以电为动力,在轨道沿线不会排放废气,无污染,是一种名副其实的绿色交通工具。

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