磁悬浮列车.

磁悬浮列车组员学号班级分工郭禹鑫2010111061信处111演讲吴秋月2011021053信处111PPT制作谯亭亭2011021229信处111资料为什么会有磁悬浮列车？自1825年世界上第一条标准轨铁路出现以来，轮轨火车一直是人们出行的交通工具。然而，随着火车速度的提高，轮子和钢轨之间产生的猛烈冲击引起列车的强烈震动，发出很强的噪音，从而使乘客感到不舒服。科学家们设想：如果能够使火车从铁轨上浮起来，消除了火车车轮与铁轨之间的摩擦，就能大幅度地提高火车的速度。但如何使火车从铁轨上浮起来呢？科学家想到了两种解决方法：一种是气浮法，即使火车向铁轨地面大量喷气而利用其反作用力把火车浮起；另一种是磁浮法，即利用两个同名磁极之间的磁斥力或两个异名磁极之间磁吸力使火车从铁轨上浮起来。目录2.磁悬浮列车的原理4.磁悬浮列车在世界上的发展3.磁悬浮列车的分类及优缺点5.磁悬浮列车存在的问题及其前景1.磁悬浮列车的定义1.磁悬浮列车的定义（1）磁悬浮列车是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350～500km。（2）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，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。磁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300多公里还要快。2.磁悬浮列车的工作原理模型示意图磁悬浮列车磁铁同性相斥磁铁异性相吸使列车开动使列车悬浮受力分析图：悬浮系统推进系统导向系统磁悬浮列车电磁悬浮系统电力悬浮系统：电磁悬浮系统（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吸引产生悬浮。：将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电流。磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理控制稳定性“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磁悬浮技术的原理：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。3.磁悬浮列车的分类及优缺点一.世界上的磁悬浮列车主要有两种“悬浮”形式：（1）一种是推斥式；推斥式是利用两个磁铁同极性相对而产生的排斥力，使列车悬浮起来。这种磁悬浮列车车厢的两侧，安装有磁场强大的超导电磁铁。（2）一种为吸力式。吸力式是利用两个磁铁异性相吸的原理，将电磁铁置于轨道下方并固定在车体转向架上，两者之间产生一个强大的磁场，并相互吸引时，列车就能悬浮起来。这种吸力式磁悬浮列车无论是静止还是运动状态，都能保持稳定悬浮状态。磁悬浮列车常导型超导型常导型也称常导磁吸型，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。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。二.磁悬浮列车优缺点对比（1）优点高速：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。低噪音：在时速达200公里时，乘客几乎听不到声响。环保：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。经济和舒适：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1.2%，而轮轨列车高达4.4%。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1:2.8。（2）缺点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。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。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。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。4.磁悬浮列车在世界上的发展（1）日本：1962年开始研究常导磁浮铁路。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。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。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。（2）德国德国对磁浮铁路的研究始于1968年，研究初期，常导和超导并重。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。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。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。（3）中国我国的磁悬浮列车起步的比较晚，因此在技术与系统完善方面与德国与日本还有一定的差距，但中国的磁悬浮列车自从起步以来，还是取得了许许多多的突破与成就的。2009年，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。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。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年于中国上海浦东国际机场至地铁龙阳路站兴建磁悬浮列车系统，并于2002年正式启用。2003年，四川成都青山磁悬浮列车线完工，该磁悬浮试验轨道长420米，主要针对观光游客，票价低于出租轿车费。2005年5月，中国自行研制的“中华06号”吊轨永磁悬浮列车于大连亮相，据称其速度可达每小时400公里。2005年5月，中国自行研制的“中华06号”吊轨永磁悬浮列车于大连亮相，据称其速度可达每小时400公里。2005年9月，中国成都飞机公司开始研制CM1型“海豚”高速磁悬浮列车，最高时速500公里。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。利用常导电磁悬浮推动。5.磁悬浮列车存在的问题及其前景目前存在的技术问题：（1）由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、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。（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。（2）超导磁悬浮技术由于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。磁悬浮列车发展趋势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。真空磁悬浮列车新型磁悬浮列车