磁懸浮列車原理

磁浮有3個基本原理

第一個原理(li)是當靠近(jin)金屬的磁場(chang)改變，金屬上(shang)的電子會移動，并且產生電流。

第(di)二個原理就是電流的(de)磁效應。當電流在電線(xian)(xian)或一塊金屬中流動時，會產生磁場。通電的(de)線(xian)(xian)圈就成了一塊磁鐵。

磁(ci)浮的第三個原理我們就再熟悉不過了(le)，磁(ci)鐵間會彼此作用，同極(ji)性相斥，異(yi)極(ji)性相吸。

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現在看看磁浮是如何作用的

磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)從(cong)一(yi)塊(kuai)(kuai)(kuai)金(jin)(jin)屬的(de)上(shang)方經過(guo)，金(jin)(jin)屬上(shang)的(de)電(dian)子因(yin)磁(ci)(ci)(ci)場改變而開始(shi)移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong) （原(yuan)理一(yi)）。電(dian)子形(xing)成回路，所以(yi)接著也產(chan)生(sheng)了本身的(de)磁(ci)(ci)(ci)場（原(yuan)理二）。移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)中的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)使(shi)金(jin)(jin)屬中出現一(yi)塊(kuai)(kuai)(kuai)假(jia)想的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)。 這塊(kuai)(kuai)(kuai)假(jia)想磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)具(ju)有(you)方向性，因(yin)是(shi)同極(ji)性相(xiang)對，因(yin)此 會對原(yuan)有(you)的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)產(chan)生(sheng)斥(chi)力(li)(li)。也就是(shi)說，如果(guo)原(yuan)有(you)的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)是(shi)北極(ji)在(zai)下(xia)，假(jia)想磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)則(ze)是(shi)北極(ji)在(zai)上(shang)；反(fan)之亦然。因(yin)為(wei)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)同極(ji)相(xiang)斥(chi)（原(yuan)理三），讓(rang)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)在(zai)一(yi)塊(kuai)(kuai)(kuai)金(jin)(jin)屬上(shang)方移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)，結果(guo)會對移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)中的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)產(chan)生(sheng)一(yi)股往上(shang)推動(dong)(dong)(dong)的(de)力(li)(li)量。如果(guo)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)得足夠快，這個力(li)(li)量會大得足以(yi)克服向下(xia)的(de)重力(li)(li)，舉起移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)中的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)。 所以(yi)當磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(tie)(tie)移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)時，會使(shi)得自己浮(fu)在(zai)金(jin)(jin)屬上(shang)方，并靠(kao)著本身電(dian)子移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)(dong)產(chan)生(sheng)的(de)力(li)(li)量保持浮(fu)力(li)(li)。這個過(guo)程就是(shi)所謂(wei)的(de)磁(ci)(ci)(ci)浮(fu)，這個原(yuan)理可以(yi)適用在(zai)列車上(shang)。

下面介(jie)紹常導磁(ci)吸式(shi)（EMS）和超導磁(ci)斥式(shi) （EDS）列車的具體運行原(yuan)理。

常導磁吸式(EMS) 利用裝(zhuang)在(zai)(zai)車(che)輛(liang)兩(liang)側轉向架上的(de)常導(dao)(dao)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)(懸(xuan)(xuan)浮(fu)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie))和(he)(he)(he)(he)鋪設(she)在(zai)(zai)線路導(dao)(dao)軌上的(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)，在(zai)(zai)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)作用下產生(sheng)的(de)吸引力(li)使(shi)車(che)輛(liang)浮(fu)起(qi)，見(jian)圖(tu)2所示。車(che)輛(liang)和(he)(he)(he)(he)軌面之間的(de)間隙(xi)與吸引力(li)的(de)大小成反比。為了(le)保證這(zhe)種(zhong)懸(xuan)(xuan)浮(fu)的(de)可靠性和(he)(he)(he)(he)列車(che)運行的(de)平穩(wen)，使(shi)直線電(dian)(dian)機(ji)有較高(gao)的(de)功率，必須精確地(di)控制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)中的(de)電(dian)(dian)流(liu)，使(shi)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)保持穩(wen)定的(de)強(qiang)度和(he)(he)(he)(he)懸(xuan)(xuan)浮(fu)力(li)，使(shi)車(che)體與導(dao)(dao)軌之間保持大約(yue)10 mm的(de)間隙(xi)。通常采用測量(liang)間隙(xi)用的(de)氣隙(xi)傳感器來進行系(xi)統的(de)反饋控制(zhi)(zhi)。這(zhe)種(zhong)懸(xuan)(xuan)浮(fu)方式不需要設(she)置專用的(de)著地(di)支撐裝(zhuang)置和(he)(he)(he)(he)輔助的(de)著地(di)車(che)輪(lun)，對(dui)控制(zhi)(zhi)系(xi)統的(de)要求也可以稍低一些。

超導磁斥式(EDS) 此種形式在車輛底部安裝超導磁體（放在液態氦儲存槽內），在軌道兩側鋪設一系列鋁環線圈。列車運行時，給車上線圈(超導磁體)通電流，產生強磁場，地上線圈(鋁環)與之相切與車輛上超導磁體的磁場方向相反，兩個磁場產生排斥力。當排斥力大于車輛重量時，車輛就浮起來。因此，超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)斥式就是(shi)利用置于車(che)(che)輛上的(de)(de)(de)(de)超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)體(ti)(ti)與(yu)鋪設在軌(gui)道上的(de)(de)(de)(de)無源線圈之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)相對運(yun)(yun)動(dong)，來(lai)產(chan)生懸(xuan)浮(fu)力將車(che)(che)體(ti)(ti)抬(tai)起來(lai)的(de)(de)(de)(de)。如(ru)圖(tu)3所示。由(you)于超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)電(dian)阻為零，在運(yun)(yun)行中幾(ji)乎不消耗(hao)能量，而(er)且磁(ci)場強度很大(da)。在超(chao)導(dao)(dao)體(ti)(ti)和導(dao)(dao)軌(gui)之(zhi)間產(chan)生的(de)(de)(de)(de)強大(da)排斥力，可使(shi)車(che)(che)輛浮(fu)起。當車(che)(che)輛向下位移時，超(chao)導(dao)(dao)磁(ci)體(ti)(ti)與(yu)懸(xuan)浮(fu)線圈的(de)(de)(de)(de)間距減小電(dian)流增大(da)， 使(shi)懸(xuan)浮(fu)力增加(jia)，又使(shi)車(che)(che)輛自(zi)動(dong)恢復到原來(lai)的(de)(de)(de)(de)懸(xuan)浮(fu)位置。這個(ge)間隙與(yu)速度的(de)(de)(de)(de)大(da)小有關，一般(ban)到100km/h時車(che)(che)體(ti)(ti)才能懸(xuan)浮(fu)。因此，必須在車(che)(che)輛上裝設機(ji)械輔(fu)助支承裝置，如(ru)輔(fu)助支持輪(lun)及相應的(de)(de)(de)(de)彈(dan)簧支承，以(yi)保證列車(che)(che)安全可靠地(di)著地(di)。控制系統(tong)應能實現(xian)起動(dong)和停車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)精確控制。

磁懸浮列車運行時速（以上海磁懸浮列車為例）

上海磁懸浮列車運營速度430公里/小時，部分時段運營速度300公里/小時，轉彎處曲線半徑達8000米，肉眼觀察幾乎是一條直線，最小的曲線半徑也達1500米。乘客不會有不適感。軌道全線兩邊50米范圍內裝有目前國際上最先進的隔離裝置。磁懸浮列車的車窗是透光率較高的高質量玻璃，更好地保證乘客的乘坐體驗與(yu)安(an)全。

上海磁懸浮列(lie)車是世(shi)界上第一段投入商業運行的(de)高速(su)磁懸浮列(lie)車，設計最高運行速(su)度為每小時(shi)430公里，僅(jin)次于飛機的(de)飛行時(shi)速(su)。

而(er)今中國的(de)輪軌(gui)列車運營速度最高(gao)時(shi)(shi)速為(wei)486.1公里(li) （2007年法國TGV試(shi)驗電(dian)氣火車在專(zhuan)用試(shi)驗軌(gui)道上測試(shi)達到過574.8公里(li)/小時(shi)(shi)的(de)最高(gao)速度）。

上海磁懸(xuan)浮(fu)列車(che)時速430公里，它是(shi)21 世紀(ji)理想的超級特別快車(che)，世界各國(guo)都十(shi)分(fen)重視發展磁懸(xuan)浮(fu)列車(che)。目前，中(zhong)國(guo)和(he)日(ri)(ri)本、德國(guo)、英國(guo)、美國(guo)都在積極研究這(zhe)種車(che)。日(ri)(ri)本的超導磁懸(xuan)浮(fu)列車(che)已經過載人試驗，即將進(jin)入實用階段，運(yun)行(xing)時速可(ke)達(da)500 千米以上。

世界第一條磁懸浮(fu)列(lie)車示范運營線(xian)——上海磁懸浮(fu)列(lie)車，建成后，從浦(pu)東龍陽路站到(dao)浦(pu)東國際機場，三十多公里(li)只需(xu)7～8分鐘。

磁懸浮列車與高鐵的區別

高(gao)鐵是高(gao)速輪(lun)軌(gui)，基本所有火(huo)車(che)都能上(shang)線(xian)運行。而磁(ci)懸浮(fu)(fu)是電(dian)磁(ci)軌(gui)道，通(tong)過電(dian)磁(ci)力把列車(che)懸浮(fu)(fu)起(qi)來(lai)。二(er)者原理完全不同(tong)。并且(qie)，高(gao)鐵列車(che)上(shang)不了(le)(le)磁(ci)懸浮(fu)(fu)的軌(gui)道，磁(ci)懸浮(fu)(fu)列車(che)也上(shang)不了(le)(le)高(gao)鐵的軌(gui)道。