肉眼觀察幾乎是壹條直線,最小半徑也達1300米。乘客不會感到不適。軌道兩側 50 米範圍內安裝了世界上最先進的隔離裝置。磁懸浮列車的車窗是減速玻璃,乘客可以更好地欣賞窗外的風景。減速玻璃與車體接觸的邊緣有弧度變形,正是因為這種弧度會使車外的景物在經過弧度處時發生變形,從而影響車內乘客的視線,產生減速的效果。而在擋風玻璃的邊緣有褪色的點狀黑色裝飾邊,也起到壹定的效果。上海磁懸浮列車是世界上第壹列投入商業運營的高速磁懸浮列車,設計最高運行時速430公裏,僅次於飛機的飛行速度。磁懸浮列車裝有電磁體,軌道底部裝有線圈。通電後,接地線圈產生的磁場極性與列車上電磁體的極性始終保持相同,兩者 "同性相斥",斥力使列車懸浮起來。在軌道兩側,上海磁懸浮列車
也裝有線圈,交流電使線圈變成電磁鐵。它與列車上的電磁鐵相互作用,推動列車前進。列車頭部的電磁鐵(N 極)被軌道上稍前的電磁鐵(S 極)吸引,同時又被軌道上稍後的電磁鐵(N 極)排斥--這就是 "推 "和 "拉 "的結果。磁懸浮列車運行時與軌道有壹定間隙(壹般為 1-10 厘米),因此運行安全、平穩、舒適、無噪音,可實現全自動運行。磁懸浮列車的使用壽命可達 35 年,而普通輪軌列車只有 20-25 年。磁懸浮列車軌道的使用壽命為 80 年,而普通軌道只有 60 年。此外,磁懸浮列車在啟動後 39 秒內就能達到最高速度。目前的最高時速是 2003 年日本磁懸浮列車達到的 581 公裏。據德國科學家預測,到 2014 年,采用新技術的磁懸浮列車時速將達到 1000 公裏。中國的輪軌列車目前的最高運行速度為每小時 486 公裏(法國 TGV 電動列車在 2007 年的測試中達到了每小時 574.8 公裏)。
原理
磁懸浮列車利用 "同名磁極相斥,異名磁極相吸 "的原理,賦予磁鐵抵抗重力的能力,使車體完全脫離軌道,懸浮在距軌道約 1 厘米的空中行駛,創造了近乎 "零高度 "的太空飛行奇跡。 上海磁懸浮列車
由於磁鐵有同性相斥和各向異性兩種形式,所以磁懸浮列車也有兩種相應的形式:壹種是利用磁鐵的同性相斥原理而設計的磁懸浮列車電磁運行系統,它利用車廂上的超導體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間產生的斥力,使軌道車懸浮運行;另壹種是利用磁鐵的各向異性相斥。另壹種是利用磁鐵各向異性相吸原理而設計的電力運行系統的磁懸浮列車,它是在車體底部和兩側頂部倒置向上安裝磁鐵、在T型導軌的上方和下方的伸臂部分分別設置反作用力板和感應鋼板,控制電磁鐵的電流,使電磁鐵與導軌之間保持10-15毫米的間隙,並使導軌鋼板的吸引力與車輛重力平衡。吸引力與車輛重力平衡,使車體懸浮在導軌表面的車道上運行。通俗地說,位於軌道兩側線圈中流動的交流電將線圈變成電磁鐵。當它與列車中的超導電磁鐵相互作用時,就會使列車移動。列車向前行駛的原因是,列車頭部的電磁鐵(N 極)被安裝在軌道稍前位置的電磁鐵(S 極)吸引,同時又被安裝在軌道稍後位置的電磁鐵(N 極)排斥。當列車向前行駛時,線圈中的電流方向會發生逆轉。結果,原來的 S 極線圈現在變成了 N 極線圈,反之亦然。這樣,由於電磁極性的改變,列車可以繼續向前行駛。根據列車的速度,電源轉換器可調節線圈中交流電的頻率和電壓。
編輯本段比高速列車優越的地方
由於磁懸浮列車是在軌道上行駛,導軌與機車之間沒有實際接觸,成為 "無輪 "狀態,所以幾乎沒有車輪、鋼軌、摩卡之間的摩擦,運行速度快,時速可達500公裏以上,運行平穩、舒適,易於實現自動控制;無噪音、無有害廢氣,有利於環境保護;可節約建設資金;運行、維護和能耗成本低;磁懸浮列車可靠性高、維護方便、成本低,其能耗僅為汽車的壹半、飛機的四分之壹;噪音小,當磁懸浮列車時速達到300公裏以上時,噪音僅為65分貝,相當於壹個人大聲說話,比汽車還小。噪音小,當時速達到300公裏以上時,噪音僅為65分貝,只相當於壹個人大聲說話的聲音,比汽車行駛經過時的聲音還要小;因為是以電力為動力,在軌道沿線不會排放廢氣,沒有汙染,是真正的綠色交通工具。
編輯技術系統
磁懸浮列車主要由懸浮系統、推進系統和制導系統三大部分組成。雖然可以使用與磁無關的推進系統,但在目前的絕大多數設計中,這三個部分的功能都是由磁來實現的。下面分別介紹這三個部分所使用的技術。懸浮系統:目前懸浮系統的設計可分為兩個方向,即德國采用的常導式和日本采用的超導式。在懸浮技術方面,有電磁懸浮系統(EMS)和電動懸浮系統(EDS)。兩種系統的結構差異如下。電磁懸浮系統(EMS)是壹種吸力懸浮系統,它將機車上的電磁鐵和導軌上的鐵磁軌道結合在壹起
,通過相互吸引產生懸浮力。通常導向磁懸浮列車工作時,首先調整車輛下部的懸浮電磁鐵和導向電磁鐵的電磁吸力,與地面軌道兩側纏繞的磁鐵發生反作用力將列車浮起。在車輛下部導向電磁鐵與軌道發生磁鐵反作用時,使車輪與軌道保持壹定的橫向距離,實現車輪與軌道在水平和垂直方向上的無接觸支撐和無接觸導向。車輛與運行軌道之間的懸掛間隙為 10 毫米,由壹套高精度電子調節系統保證。此外,由於懸浮和制導實際上與列車的速度無關,因此列車即使在停止狀態下也能懸浮。電動懸浮系統(EDS)利用移動機車上的磁鐵在導軌上產生電流。當機車與導軌之間的間隙減小時,電磁斥力增大,由此產生的電磁斥力為機車提供穩定的支撐和導向。不過,機車必須安裝類似輪子的裝置,才能在 "起飛 "和 "著陸 "時有效支撐機車,因為 EDS 無法保證機車在時速低於約 25 英裏/小時時懸浮。EDS 系統利用低溫超導技術得到了進壹步發展。超導磁懸浮列車最重要的特點是其超導元件在相當低的溫度下具有完全導電性和完全抗磁性。超導磁體是由超導材料制成的超導線圈組成的,它不僅對電流的電阻為零,而且可以傳導普通導體根本無法比擬的強大電流,這壹特性使得制造體積小、功率大的強力電磁鐵成為可能。超導磁懸浮列車車體上裝有超導磁體並構成感應功率集成設備,而列車的驅動繞組和懸浮導向繞組都安裝在軌道兩側的地面上,車體上的感應功率集成設備由功率集成繞組、感應功率集成超導磁體和懸浮導向超導磁體三部分組成。當軌道兩側的驅動繞組提供與車輛速度頻率壹致的三相交流電時,就會產生壹個運動電磁場,從而在列車導軌上產生壹個磁波,這時列車上的車載超導磁體就會受到運動磁場中同步的推力,正是這個推力推動列車前進。這個原理就像沖浪壹樣,沖浪者站在浪尖上,浪花會推動他快速向前沖。與沖浪者面臨同樣的問題壹樣,超導磁懸浮列車也要解決如何在運動的電磁波頂峰準確導航的問題。為此,我們在地面導軌上安裝了高精度的車輛位置檢測儀,並根據檢測儀傳來的信息調整三相交流電源,從而精確控制電磁波的形狀,使列車能夠良好地運行。
編輯推進系統
磁懸浮列車的驅動采用同步直線電機原理。車輛下部支撐電磁線圈的作用是 上海磁懸浮列車
與同步直線電機的勵磁線圈壹樣,地面軌道內側的三相動磁場驅動繞組起著電樞的作用,它就像同步直線電機的長定子繞組。根據電機的工作原理可知,當作為定子的電樞線圈通電時,由於電磁感應,電機轉子被驅動旋轉。同樣,當沿線路布置的變電站向軌道內側的驅動繞組提供三相調頻-調幅電源時,負載系統和列車壹起在電磁感應作用下被推動做直線運動,就像電機的 "轉子 "壹樣。因此,在懸浮狀態下,列車可以完全實現非接觸式牽引和制動。