大师作文网磁悬浮列车一般是单轨还是双轨?
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/13 21:22:25
磁悬浮列车一般是单轨还是双轨?
磁悬浮列车一条轨道只能容纳一列列车往返运行,中途不能变轨.国内外设计时都是按双轨设计的吗?
磁悬浮列车一条轨道只能容纳一列列车往返运行,中途不能变轨.国内外设计时都是按双轨设计的吗?
上海磁悬浮列车设计时速430公里/小时,实际时速约380公里/小时,转弯处半径达8000米, 上海磁悬浮列车
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.磁悬浮列车的车窗是减速玻璃,乘客可以更好的观赏窗外的风景.减速玻璃在与车体接触的边缘处有弧度变形,正因为这个弧度可以使车外景物在透过弧度时发生变形,从而影响车内乘客的视觉,产生减速的效果.并且在挡风玻璃边缘都有渐淡的点状黑色装饰边,同样也起到一定效果. 上海磁悬浮列车是世界上第一段投入商业运行的高速磁悬浮列车,设计最高运行速度为每小时430公里,仅次于飞机的飞行时速. 磁悬浮列车上装有电磁体,铁路底部则安装线圈.通电后,地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同,两者“同性相斥”,排斥力使列车悬浮起来.铁轨两侧 上海磁悬浮列车
也装有线圈,交流电使线圈变为电磁体.它与列车上的电磁体相互作用,使列车前进.列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引,同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥——结果是一“推”一“拉”.磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙（一般为1—10cm）,因此运行安全、平稳舒适、无噪声,可以实现全自动化运行.磁悬浮列车的使用寿命可达35年,而普通轮轨列车只有20—25年.磁悬浮列车路轨的寿命是80年,普通路轨只有60年.此外,磁悬浮列车启动后39秒内即达到最高速度.目前的最高时速是日本磁浮火车在2003年达到的581公里/小时.据德国科学家预测,到2014年,磁悬浮列车采用新技术后,时速将达1000公里.而目前中国的轮轨列车运营速度最高时速为486公里 （法国 TGV 电气火车最高时速在2007年的测试中达到过574.8公里/小时）.
原理
磁悬浮列车利用“同名磁极相斥,异名磁极相吸”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. 上海磁悬浮列车
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. 通俗的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变为电磁体.由于它与列车上的超导电磁体的相互作用,就使列车开动起来.列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引,并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥.当列车前进时,在线圈里流动的电流流向就反转过来了.其结果就是原来那个S极线圈,现在变为N极线圈了,反之亦然.这样,列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰.根据车速,通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压.
编辑本段比高速列车的优越性
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,运行速度快,能超过500 千米/小时,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；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；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.
编辑本段技术系统
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.下面分别对这三部分所采用的技术进行介绍. 悬浮系统：目前悬浮系统的设计,可以分为两个方向,分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型.从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统（EMS）和电力悬浮系统（EDS）.给出了两种系统的结构差别. 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 上海磁悬浮列车
的铁磁轨道相互吸引产生悬浮.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吸力,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. 电力悬浮系统（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. 超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性.超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成,它不仅电流阻力为零,而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流,这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁. 超导磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集成设备,而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧,车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成.当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时,就会产生一个移动的电磁场,因而在列车导轨上产生磁波,这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力,正是这种推力推动列车前进.其原理就像冲浪运动一样,冲浪者是站在波浪的顶峰并由波浪推动他快速前进的.与冲浪者所面对的难题相同,超导磁悬浮列车要处理的也是如何才能准确地驾驭在移动电磁波的顶峰运动的问题.为此,在地面导轨上安装有探测车辆位置的高精度仪器,根据探测仪传来的信息调整三相交流电的供流方式,精确地控制电磁波形以使列车能良好地运行.
编辑本段推进系统
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 上海磁悬浮列车
像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,它就像同步直线电动机的长定子绕组.从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动.同样,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就像电机的“转子”一样被推动做直线运动.从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动.
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.磁悬浮列车的车窗是减速玻璃,乘客可以更好的观赏窗外的风景.减速玻璃在与车体接触的边缘处有弧度变形,正因为这个弧度可以使车外景物在透过弧度时发生变形,从而影响车内乘客的视觉,产生减速的效果.并且在挡风玻璃边缘都有渐淡的点状黑色装饰边,同样也起到一定效果. 上海磁悬浮列车是世界上第一段投入商业运行的高速磁悬浮列车,设计最高运行速度为每小时430公里,仅次于飞机的飞行时速. 磁悬浮列车上装有电磁体,铁路底部则安装线圈.通电后,地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同,两者“同性相斥”,排斥力使列车悬浮起来.铁轨两侧 上海磁悬浮列车
也装有线圈,交流电使线圈变为电磁体.它与列车上的电磁体相互作用,使列车前进.列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引,同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥——结果是一“推”一“拉”.磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙（一般为1—10cm）,因此运行安全、平稳舒适、无噪声,可以实现全自动化运行.磁悬浮列车的使用寿命可达35年,而普通轮轨列车只有20—25年.磁悬浮列车路轨的寿命是80年,普通路轨只有60年.此外,磁悬浮列车启动后39秒内即达到最高速度.目前的最高时速是日本磁浮火车在2003年达到的581公里/小时.据德国科学家预测,到2014年,磁悬浮列车采用新技术后,时速将达1000公里.而目前中国的轮轨列车运营速度最高时速为486公里 （法国 TGV 电气火车最高时速在2007年的测试中达到过574.8公里/小时）.
原理
磁悬浮列车利用“同名磁极相斥,异名磁极相吸”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. 上海磁悬浮列车
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. 通俗的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变为电磁体.由于它与列车上的超导电磁体的相互作用,就使列车开动起来.列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引,并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥.当列车前进时,在线圈里流动的电流流向就反转过来了.其结果就是原来那个S极线圈,现在变为N极线圈了,反之亦然.这样,列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰.根据车速,通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压.
编辑本段比高速列车的优越性
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,运行速度快,能超过500 千米/小时,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；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；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.
编辑本段技术系统
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.下面分别对这三部分所采用的技术进行介绍. 悬浮系统：目前悬浮系统的设计,可以分为两个方向,分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型.从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统（EMS）和电力悬浮系统（EDS）.给出了两种系统的结构差别. 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 上海磁悬浮列车
的铁磁轨道相互吸引产生悬浮.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吸力,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. 电力悬浮系统（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. 超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性.超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成,它不仅电流阻力为零,而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流,这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁. 超导磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集成设备,而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧,车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成.当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时,就会产生一个移动的电磁场,因而在列车导轨上产生磁波,这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力,正是这种推力推动列车前进.其原理就像冲浪运动一样,冲浪者是站在波浪的顶峰并由波浪推动他快速前进的.与冲浪者所面对的难题相同,超导磁悬浮列车要处理的也是如何才能准确地驾驭在移动电磁波的顶峰运动的问题.为此,在地面导轨上安装有探测车辆位置的高精度仪器,根据探测仪传来的信息调整三相交流电的供流方式,精确地控制电磁波形以使列车能良好地运行.
编辑本段推进系统
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 上海磁悬浮列车
像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,它就像同步直线电动机的长定子绕组.从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动.同样,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就像电机的“转子”一样被推动做直线运动.从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动.