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磁悬浮列车 [20-21] 是一种靠磁悬浮力来推动的列车,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。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,减少了 摩擦力 ,行走时不同于其他列车需要接触地面,只受来自空气的 阻力 高速磁悬浮列车 的速度可达每小时400公里以上, 中低速磁悬浮 则多数在100-200公里/小时。
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。
中国 :中国第一辆磁悬浮列车(买自德国)2003年1月开始在 上海磁浮线 运行。2015年10月中国首条国产磁悬浮线路 长沙磁浮线 成功试跑。 2016年5月6日,中国首条具有完全 自主知识产权 的中低速磁悬浮商业运营示范线— 长沙磁浮快线 [19 ] 开通试运营。该线路也是世界上最长的中低速磁浮运营线。 2018年6月,中国首列 商用磁浮2.0版列车 中车株洲电力机车有限公司 下线。
2021年12月14日,国内首条磁浮 空轨 车辆“ 兴国号 ”在武汉下线。 当地时间2022年9月20日, 中国中车 面向全球发布时速600公里高速 磁浮交通 系统。 在世界上对磁悬浮列车进行过研究的国家主要是德国、日本、英国、 加拿大 、美国、苏联和中国。美国和 苏联 分别在上世纪70年代和80年代放弃了 研究计划 ,但美国最近又开始了研究计划。英国从 1973 年才开始研究磁悬浮列车 ,却是最早将磁悬浮列车投入商业运营的国家之一。
1984年4月 ,从伯明翰机场到火车站之间600m长的磁悬浮 运输系统 正式运营 ,旅客乘坐磁悬浮列车从机场到火车站仅需90s。但1995年 ,在运行了11年之后 ,被停止运营,对磁悬浮列车研究最为成熟的是德国和日本。
德国从1968年开始研究磁悬浮列车 ,刚开始时 ,常导型和超导型并重 ,于1977年分别研制出常导型和超导型试验列车。但后来经过分析比较 ,决定集中力量只发展常导型磁悬浮列车。德国在常导磁悬浮列车研究上的技术已经成熟。
磁悬浮列车
日本从1962年开始研究常导型磁悬浮列车 ,后来由于 超导 技术的发展 ,日本从70年代开始转向研究超导型磁悬浮列车。1972年12月在宫崎 磁悬浮铁路 试验线上 , 时速达到了204 km/ h 。1979年12月又进一步提高到517 km/ h 。1982 年 11月 ,磁悬浮列车的载人试验获得成功。1995 年载人磁悬浮列车试验时的时速高达411km/h 。1997年12月在 山梨县 的试验线上创造出时速为550km/h的世界最高记录。最高时速与试验线的长度有关 ,德国的试验线两端是环形的 ,直线部分只有约7km ,日本的试验线是直线且很长 ,故能达到较高的时速。
中国在上世纪80年代初开始对低速常导型磁悬浮列车进行研究。1994年10月 ,西南交通大学建成了首条磁悬浮铁路试验线 ,并同时开展了磁悬浮列车的载人试验 ,成功地进行了4个座位 ,自重4t ,悬浮高度为8mm ,时速为30km/h 的磁悬浮列车试验 ,于1996年1月通过铁道部组织的专家鉴定。然后 ,在 铁科院 环形试验线 轨距 2m,长36m ,设计时速为100km的室内磁悬浮试验线路上成功地对长6.5 m ,宽为3m ,自重4t ,内设15个座位 ,设计时速为100km/h 的低速常导6t单 转向架 磁悬浮试验车进行了试验 ,于1998年11月通过了铁道部 科技成果鉴定 ,填补了中国在磁悬浮列车技术领域的空白 。 磁悬浮列车内饰
2016年,由中车株机公司牵头研制的时速100公里长沙磁浮快线列车上线运营,被业界称为中国商用磁浮1.0版列车。商用磁浮1.0版列车较适用于城区。
2018年6月,中国首列 商用磁浮2.0版列车 在中车株洲电力机车有限公司下线。2.0版列车设计时速提升到了160公里,并采用三节编组,最大载客500人。此外,车辆 牵引功率 提升30%,悬浮能力提升6吨。商用磁浮2.0版列车适用于 中心城市 卫星城 之间的交通。
2019年5月23日10时50分,中国时速600公里高速磁浮试验样车在 青岛 下线。这标志着中国在高速磁浮技术领域实现重大突破。
当地时间2022年9月20日,在2022德国 柏林 国际 轨道交通 技术展览会上,中国中车面向全球发布了当前世界上可实现的速度最快陆地 公共交通工具 ——时速600公里高速磁浮交通系统
(1)磁浮有3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。磁浮的第三个原理是磁铁间会彼此作用,同极性相斥,异极性相吸。看看磁浮是如何作用的:磁铁从一块金属的上方经过,金属上的电子因磁场改变而开始移动 (原理一)。电子形成回路,所以接着也产生了本身的磁场(原理二)。图1以最简单的方式来表达这个过程,移动中的磁铁使金属中出现一块假想的磁铁。 这块假想磁铁具有 方向性 ,因是同极性相对,因此 会对原有的磁铁产生斥力。也就是说,如果原有的磁铁是北极在下方,假想磁铁则是北极在上;反之亦然。因为磁铁的同极相斥(原理三),让磁铁在一块金属上方移动,结果会对移动中的磁铁产生一股往上推动的力量。如果磁铁移动得足够快,这个力量会大得足以克服向下的重力,举起移动中的磁铁。 所以当磁铁移动时,会使得自己浮在金属上方,并靠着本身电子移动产生的力量保持浮力。这个过程就是所谓的磁浮,这个原理可以适用在列车上。下面介绍常导磁吸式(EMS)和超导磁斥式 (EDS)列车的具体运行原理。
常导磁吸式(EMS) 利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁铁(悬浮电磁铁)和铺设在线路导轨上的磁铁,在磁场作用下产生的吸引力使车辆浮起,见图二中的图2所示。车辆和轨面之间的间隙与吸引力的大小成反比。为了保证这种悬浮的可靠性和列车运行的平稳,使 直线电机 有较高的功率,必须精确地控制电磁铁中的电流,使磁场保持稳定的强度和悬浮力,使车体与导轨之间保持大约10 mm的间隙。通常采用测量间隙用的气隙传感器来进行系统的 反馈控制 。这种悬浮方式不需要设置专用的着地 支撑装置 和辅助的着地车轮,对控制系统的要求也可以稍低一些。
超导磁斥式(EDS) 此种形式在车辆底部安装超导磁体(放在 液态氦 储存槽内),在轨道两侧铺设一系列铝环线圈。列车运行时,给车上线圈(超导磁体)通电流,产生强磁场,地上线圈(铝环)与之相切与车辆上超导磁体的磁场方向相反,两个磁场产生排斥力。当排斥力大于车辆重量时,车辆就浮起来。因此,超导磁斥式就是利用置于车辆上的超导磁体与铺设在轨道上的无源线圈之间的 相对运动 ,来产生悬浮力将车体抬起来的。如图二中的图3所示。由于超导磁体的电阻为零,在运行中几乎不消耗能量,而且磁场强度很大。在超导体和导轨之间产生的强大排斥力,可使车辆浮起。当车辆向下位移时,超导磁体与悬浮线圈的间距减小电流增大, 使悬浮力增加,又使车辆 自动恢复 到原来的悬浮位置。这个间隙与速度的大小有关,一般到100km/h时车体才能悬浮。因此,必须在车辆上装设机械辅助支承装置,如辅助支持轮及相应的弹簧支承,以保证列车安全可靠地着地。控制系统应能实现起动和停车的精确控制。 磁悬浮列车利用 电磁力 的作用进行导向。现按常导磁吸式和超导磁斥式两种情况简述如下。
常导磁吸式的导向系统与悬浮系统类似,是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。车体与导向轨侧面之间保持一定间隙。当车辆左右偏移时,车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用,使车辆恢复到 正常位置 。控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制来保持这一侧向间隙,从而达到控制列车运行方向的目的。
超导磁斥式的导向系统可以采用以下 3 种方式构成: ①在车辆上安装机械导向装置实现列车导向。这种装置通常采用车辆上的侧向导向辅助轮, 使之与导向轨侧面相互作用( 滚动摩擦 )以产生 复原力 ,这个力与列车沿曲线运行时产生的侧向力 相平衡 ,从而使列车沿着导向轨 中心线 运行。②在车辆上安装专用的导向超导磁铁,使之与导向轨侧向的地面线圈和 金属带 产生磁斥力,该力与列车的侧向 作用力 相平衡,使列车保持正确的运行方向。这种导向方式避免了机械摩擦,只要控制侧向地面导向线圈中的电流,就可以使列车保持一定的侧向间隙。 ③利用磁力进行导引的“零 磁通量 ”导向系铺设“8” 字形的封闭线圈。当列车上设置的超导磁体位于该线圈的 对称中心 线上时,线圈内的磁场为零;而当列车产生侧向位移时,“8”字形的线圈内磁场为零,并产生一个 反作用力 以平衡列车的侧向力,使列车回到 线路中心线 的位置。 日本中央新干线
磁悬浮列车推进系统最关键的技术是把 旋转电机 展开成直线电机。它的基本构成和作用原理与普通旋转电机类似,展开以后,其传动方式也就由 旋转运动 变为直线运动。直线电机又分为短定子异步直线电机和长电定子同步直线电机两种形式。短定子异步直线电机 牵引方式 是在车上安装 三相 电枢绕组 牵引变压器 变流器 等全套 牵引装置 ,轨道上安装感应轨作为转子,车辆一般采用接触受流的方式从地面 供电系统 获取动力电源。这种方式结构比较简单,容易维护,造价低,适用于中低速城市运输及近郊运输以及作为短程 旅游线 系统;主要缺点是功率偏低,效率低,不利于高速运行。中国的长沙机场 线与 北京S1线磁悬浮列车,以及日本的 HSST型磁悬浮列车都采用这种推进方式。超导磁斥式磁悬浮采用 长定子 同步直线电机。其超导 电磁体 安装在车辆上,在轨道沿线设置无源闭合线圈或非磁性金属板。作为磁浮装置的超导 电磁线圈 的采用,为直线同步电机的激磁线圈处于超导状态提供了方便条件。它们可以共存于同一个 冷却系统 ,或者同一线圈同时起到悬浮、导向和推进的作用。德国TR系列高速磁浮是在轨道上全线铺设上定子线圈(称为长定子),车辆上的悬浮磁铁同时作为直线电机的转子,而所有的牵引供变电、变 流控制 、开关控制等设备均设在地面上。考虑到定子线圈的 电能损耗 反电势 等因素,要将线路上定子线圈划分了多个区间(称为牵引分区),每个牵引分区均设有完整的牵引供变电系统。仅有列车行经的区间的地面牵引系统在工作,列车在跨分区时相邻的牵引分区间进行自动交接。为减少地面 牵引设备 的数量,牵引分区的长度要尽可能长(可长达30至50km),为进一步减少定子线圈的损耗,又将一个牵引分区划分为多个更短的定子段(通常为数百至1千多米),各个定子段通过地面的 开关站 控制是否接通牵引电流,这样一个牵引分区内仅列车所在的定子段是供电的。为减少列车在段间切换时的冲动,将轨道左右两侧的定子段切换点相互错开,这样就保证同一时刻左右两侧至少一侧定子段是通电工作的。长定子直线电机的优势是牵引功率大、效率比短定子更高,能够实现更高的 牵引速度 。其缺点是 地面设备 多,系统复杂, 工程造价 高。但长定子直线电机是高速和超高速磁浮的必然选择。

磁浮列车 列车动能

“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。电动机的“定子”通电时,通过电流对磁场的作用就可以推动“转子”转动。不过耗电量巨大,就像一个个电动机铺满轨道,当向轨道这个“定子”输电时, 通过电流 对磁场的作用,列车就像电动机的“转子”一样被推动着做 直线运动

磁浮列车 常导吸引型

常导吸引型磁悬浮列车是以常导磁铁和导轨作为 导磁体 ,用气隙传感器来调节列车与线路之间的悬浮间隙大小,在一般情况下,其悬浮间隙大小在10 mm 左右,这种磁悬浮列车的 运行速度 通常在300-500 km/h 范围内,适合于城际及市郊的 交通运输

磁浮列车 超导排斥型

超导排斥型磁悬浮列车是利用 超导磁铁 低温技术 ,来实现列车与线路之间悬浮运行,其悬浮间隙大小一般在100mm左右,这种磁悬浮列车低速时并不悬浮,当速度达到100 km/h 时才悬浮起来。它的最高运行速度可以达到1000km/h,当然其建造技术和成本要比常导吸引型磁悬浮列车高得多。
(2)按悬浮技术,磁悬浮列车按悬浮方式有 电磁吸引式悬浮 ( EMS )和永磁力悬浮(PRS)及感应 斥力 悬浮(EDS)两种。 日本中央新干线
——美国圣迭戈:美国通用原子公司在圣迭戈建造了一条长120米的 磁悬浮 轨道,目的是为联合 太平洋 铁路公司 将要在 洛杉矶 建造的一条8公里的运载线路提供测试。
——德国 埃姆斯兰县 :Transrapid拥有31.5公里的轨道,定期运行的速度最高达420公里每小时。
——日本 JR 磁浮:日本研发的 超导体 磁浮列车由 东海旅客铁道 铁道总合技术研究所 主导。首列实验列车JR-Maglev MLX01从1970年代开始研发,并且在 山梨县 建造了五节车厢的实验车和轨道。在2003年12月2日最高速达到581km/h(361 mph)。在2015年, L0型磁悬浮列车 更创下了603 km/h的速度,创下有车厢车辆的陆地极速。
——美国联邦运输管理局(FTA)城市磁浮技术示范(UMTD)计划
——中国 西南交通大学 :2003 年, 西南交大 在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。

磁浮列车 运行时速历史

1971年: 西德 ,Prinzipfahrzeug,90 km/h
1971年:西德,TR—02( TSST )—164 km/h
1972年:日本, ML 100,60 km/h,(载人)
1973年:西德,TR04,250 km/h(载人)
1974年:西德,EET—01,230 km/h(无人)
1975年:西德,Komet,401.3 km/h(由蒸汽 火箭推进 ,无人)
1978年:日本,HSST—01,307.8 km/h(由蒸汽火箭推进, 日产 汽车制造,无人)
1978年:日本,HSST—02,110 km/h(载人)
1979年12月12日:日本,ML—500R,504 km/h(无人)第一次突破500 km/h
1979年12月21日:日本,ML—500R,517 km/h(无人)
1987年:西德,TR—06,406 km/h(载人)
1987年:日本,MLU001,400. km/h(载人)
1988年:西德,TR—06,412.6 km/h(载人)
1989年:西德,TR—07,436 km/h(载人)
1993年:德国,TR—07,450 km/h(载人)
1994年:日本,MLU002N,431 km/h(无人)
1997年:日本,MLX01,531 km/h(载人)
1997年:日本,MLX01,550 km/h(无人)
1999年:日本,MLX01,548 km/h(无人)
1999年:日本,MLX01,552 km/h (载人/5辆编组) 吉尼斯世界纪录 认可
2003年:中国,Transrapid SMT (德国提供技术所建设,第一条商业运行路线),501.5 km/h
2003年:日本,MLX01,581 km/h(载人/3辆编组)吉尼斯世界纪录认可
2015年: 日本, L0型磁悬浮列车 ,590 km/h(载人/7辆编组)
2015年4月: 日本,L0型磁悬浮列车,603 km/h(载 白鼠 /7辆编组)

磁浮列车 乘坐感官

磁悬浮列车的车窗是 安全玻璃 ,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,产生视觉上的减速的效果。快速行驶时人员会 耳鸣 难受心慌 心悸 ,在 挡风玻璃 边缘都有渐淡的点状黑色装饰边,同样也起到一定高阻效果。 日本中央新干线
高速磁悬浮 在全球的推广之路异常坎坷,但是, 中低速磁悬浮 线路却另辟蹊径,相关推广大有燎原之势。
第一个国家是 日本 。2005年3月6日建成从 名古屋市 的市区通向 爱知世博会 会场的磁悬浮线路,全长约9公里,全程无人驾驶,最高时速为100公里。
第二个国家是韩国。韩国磁悬浮的发展过程经历了独立研发(1985年—1993年)、对外合作(1994年—1998年)和商业化尝试(1999年至2023年)3个阶段。2014年7月,韩国 仁川国际机场 至仁川龙游站磁悬浮线路投入运营,全长6.1公里,列车由韩国自主研发,无人驾驶,最高时速可达110公里。
中国是世界上第三个拥有中低速磁悬浮技术的国家。2000年之后,中国的中低速磁悬浮推广就有多种传言,包括北京 八达岭 线、成都青城山项目、北京 东直门 首都机场线 沪杭磁悬浮 线等,但都无疾而终。
奥运会 之后,中国的中低速磁悬浮开始加速。2008年5月, 唐山 客车厂 建成了一条1.547公里的 中低速磁悬浮列车 工程化试验示范线。2012年1月,中国南车株机公司研制的中低速磁悬浮列车下线,最高时速100公里,最大载客600人。2014年5月16日,长沙高铁站至黄花国际机场磁悬浮工程开工建设,预计2015年年底建成,这是中国第一条完全自主研发的商业运营磁悬浮线。2015年4月21日,北京中低速磁浮交通线路S1线开工建设。
2016年5月6日,中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁悬浮商业运营示范线——长沙磁浮快线开通试运营。
中国在实现高铁轮轨技术的快速发展,磁悬浮已经被废除。 日本中央新干线
有三种典型的 磁悬浮技术 :一种是德国发明的电磁悬浮技术, 上海磁悬浮列车 、长沙和北京在建的磁悬浮列车均应用此类技术;第二种是日本发明的低温超导磁悬浮技术,如日本在建的 中央新干线 磁浮线;第三种是高温 超导磁悬浮 ,与低温超导磁悬浮的 液氦 冷却(零下269 摄氏度 )不同,高温超导磁悬浮采用液氮冷却(零下196摄氏度),工作温度得到了提高。
西南交通大学牵引动力国家重点实验室超导技术研究所副教授 邓自刚 在接受《 中国科学报 》记者采访时透露,2000年,西南交通大学超导技术研究所教授 王家素 和王素玉在世界上首先研制成功载人 高温超导磁悬浮实验车 。但因受经费限制,从2001年到2011年的10年时间里,高温 超导磁悬浮 几乎没有大的应用进展。
北控磁浮公司副总经理武学诗在接受《中国科学报》记者采访时表示,技术的应用不仅会考虑技术的 成熟度 ,还会考虑运营维护等问题。
“相较而言, 超导磁悬浮 的维护还是比较麻烦。所谓 高温超导 也只是相对高温,温度还是很低的,在维护方面离实际应用相对较远。而电磁悬浮技术之所以应用较广,是因为在应用的可行性上已经得到了证实。”武学诗说。
日本中央新干线
采访中,邓自刚承认,高温超导磁悬浮技术尚不够成熟,在应用前还需要进行 中试 线研究。
“德国的电磁悬浮技术,从发明到实现商业化应用,用了66年。日本的低温超导磁悬浮用了45年,估计高温超导磁悬浮要用30年左右。国家已经研究了16年,所以对于高温超导磁悬浮来说,未来5到10年非常关键。”邓自刚说。
邓自刚表示,国际竞争非常激烈。2011年,德国建成了80米的高温超导磁悬浮环形线,2014 巴西 即将建成200米的实验线。“如果国家的支持和投入再不跟上,中国的高温超导磁悬浮技术必定会被国外赶超。”
中国科学报 》 (2014-05-28 第4版 综合)
(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 轨道相互排斥产生悬浮。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排斥力,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。
(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55公里/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 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。
由于磁悬浮列车具有快速、低耗、环保、安全等优点,因此前景十分广阔。 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,它比最先进的高速火车少耗电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,震动小、舒适性较好,可是颠簸大对车辆和 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配置。
即便有解决以上技术难题的手段,但是又牵涉到另外一个问题——钱。上海段约30公里的线路设计投资为100 0亿元 人民币 ,而德国的两条线路,一条36.8公里长,将耗资约26亿欧元;另一条长度78.9公里,则将耗资32亿欧元(1欧元 约等于 8元人民币)。实际施工中,根据地形、路面及设计运送能力的不同,当然造价也会相差较大。但无论如何,一公里的路线至少需要8亿元人民币的投资,也就是说,1厘米线路就需要花费8000元来修建。 德国总理默克尔拍照磁悬浮列车
德国曾在80年代于柏林铺设磁悬浮列车系统,长度1.6公里,于1989年8月开始试验载客,1991年7月正式服务。 两德统一 后,也废弃了。
后来德国终于又建了一条试验线,2006年9月22日,德国拉滕—德尔彭的磁悬浮试验线上还发生了 脱轨事故 ,造成了25人死亡,4人重伤。这进一步影响了磁悬浮列车技术在德国的推广。德国有一条商业运营的磁悬浮线路,甚至在德国媒体界,把磁悬浮列车技术称为“昂贵的高科技玩具”。
日本的磁悬浮技术开始于1962年, 1982年11月,磁浮列车的载人试验获得成功。1997年全长18.4公里的日本 山梨 磁悬浮试验线建设并成功开始运行试验,2003年辆编组的MLX01磁悬浮列车创造了581公里的 世界纪录
但是日本规划的实际运营的磁悬浮高铁线路,却因为造价高等原因,一直没有获得批复。2013年8月,日本再次启动连接 东京 名古屋 中央新干线 项目,力争2027年开通;并扬言将在2045年建成东京到 大阪 的磁悬浮线路。日这次在山梨线做的603公里磁悬浮列车试验就是为中央新干线。
中国上海浦东机场线磁悬浮列车,曾经发生过一次 火灾事故 ,一周之后才将事故列车拖走。

磁浮列车 实验用型

2008年5月,唐车公司建成了长达1.547公里的国内首条 中低速磁悬浮列车 工程化试验示范线,科技部将其确立为 国家科技支撑计划 中低速磁悬浮交通试验基地,导致深圳市民一致谩骂反对。
2009年5月13日,国内首列具有完全自主知识产权的实用型 中低速磁悬浮列车 在唐车公司完成组装,顺利下线,并随即开始进行列车调试。该车在原有工程化样车基础上进行了大量实用化改进,整列车为3辆编组模式,由2辆结构相同的端车和1辆中间车组成,运行时速为100到120公里,首尾车定员为每辆100人,中间车为120人,使用寿命在25年以上。 该车采用 铝合金 车体、宽幅车身, 供电电压 由直流750伏提高到直流1500伏, 爬坡能力 达到70‰的水平,更加适合在 城市地铁 复杂线路运行,并幅降低了线路建设拆迁成本。

磁浮列车 其他类型

利用磁铁吸引力使车辆浮起来的磁悬浮列车,用的是“T”形导轨,车辆的两侧下部向导轨的两边环抱。在车辆的下部的 内翻 部分面上装有磁力强大的 电磁铁 ,导轨底部设有钢板。钢板在上,电磁铁在下。 所谓电磁铁,就是一个金属线圈,当电流流经线圈时,能产生磁力吸引钢板,因而车辆被向上抬举。当吸引力与车辆 重力平衡 ,车辆就可悬浮在导轨上方的一定高度上。改变电流,也就改变 磁场强度 ,使悬浮的高度得到调整。另一种磁悬浮列车,采用相斥磁力使车辆浮起,它的轨道是“U”形的沟槽。当列车向前运动时,车辆下面的电磁铁就使埋在轨道内的线圈中感应出电流,使轨道内线圈也变成了电磁铁,而且它与车辆下的磁铁产生相斥的磁力,把车辆向上推离轨道。
利用相斥磁力悬浮的列车,一开动很快就可以加速到时速50公里/小时,跑了100米的距离之后,便在轨道上悬浮起来。列车沿着地面越“飞”越快,最高可达每小时450公里(理论上可以到更高速,高铁也是这样,可是国家怎么限速运行,这是一个问题。)。

磁浮列车 国产列车

西南交通大学 在2000年研制的世界第一辆载人高温超导磁悬浮列车“世纪号”以及后来研制的载人常温常导磁悬浮列车“未来号”等受到党和领导人的高度关注和充分肯定。据介绍,早在1994年,西南交大就研制成功中国第一辆可载人常导低速磁浮列车,但那是在完全理想的实验室条件下运行成功的。
2003年,西南交大在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,票价低于出租车费,不盈利谁会建设。悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁铁“同名磁极相斥,异名磁极相吸”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”。
磁悬浮列车在磁力作用下,使车辆浮起,并沿着特殊的导轨运行。有速度快噪音低费用低等特点。
上海磁悬浮列车是中国第一条磁悬浮列车(德产TR08), 最高运营速度431km/h(由于距离短、速度快,列车达到最高速约几十秒后就开始减速),转弯处半径达8000米已经废除,为中国实验磁悬浮列车积累了经验。
截至2018年, 中国中车 株洲电力机车 制造厂 相继研制了1.0和2.0版的 中低速磁悬浮列车 。其中1.0版本的车型已在长沙磁悬浮快线中投入使用, 构造速度 120km/h;2.0版本的车型预计2018年6月下线,构造速度160km/h,服务的范围扩展为 城际轨道交通 车辆定位 快速磁悬浮列车 (参考资料:湖南新闻联播)
2022年3月10日, 中车株洲电力机车有限公司 宣称,由该公司研制的中国拥有完全自主知识产权的首列商用磁浮3.0列车在 同济大学 高速磁浮试验线上完成了相关 动态试验 和系统联调联试。这款磁浮列车设计时速为200公里,是中国 科研人员 自主打造的商用磁浮新产品,填补了全球该速度等级 磁浮交通 系统空白,标志着中国掌握了中速磁浮关键核心技术,磁浮技术创新及 产业发展 继续保持世界前列。商用 磁浮3.0版列车 在无人驾驶、非接触感应供电、抱轨运行等多项技术上实现突破,适用于50公里至200公里的城际与 市域 线路。

磁浮列车 最高时速

常导磁悬浮 可达400-500公里/小时, 超导磁悬浮 可达500-600公里/小时。
对于客运来说,提高速度的主要目的在于缩短乘客的旅行时间,因此,运行速度的要求与旅行距离的长短紧密相关。各种交通工具根据其自身速度、安全、舒适与经济的特点,分别在不同的旅行距离中起骨干作用。专家们对各种 运输工具 的总旅行时间和旅行距离的分析表明,按总旅行时间考虑,350公里/小时的高速轮轨与飞机相比在旅行距离小于800公里时才优越。而500公里/小时的高速磁悬浮,则比飞机优越的旅行距离将达1000公里以上。
磁悬浮列车能耗研究与实际试验的结果,在同为500公里/时速下,磁悬浮列车每座位公里的能耗仅为飞机的1/3。据德国试验,当TR磁悬浮列车时速达到400公里时,其每座位公里能耗与时速350公里的 高速轮轨列车 持平;当磁悬浮列车时速也降到300公里时,它的每座位公里能耗可比轮轨铁路低3.3%,可是造价要高得多。
德国曾在80年代于 柏林 铺设磁悬浮列车系统。
英国的 伯明翰国际机场 曾于1984年至1995年使用低速磁悬浮列车,全长600米。由于可靠性的问题,该线后来也改用 单轨列车 行走。
德国的Transrapid公司于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。该线全长30公里,列车最高时速达430公里,由起点至终点站只需8分钟。
"十二五"期间,中国对 交通运输 发展规划中,将 磁悬浮 发展提出了新的希望,按照安全可靠、先进高效、经济适用、 绿色环保 的要求,依托重大 工程项目 ,通过消化、吸收 再创新 和系统 集成创新 以及 原始创新 ,增强自主 发展能力 与核心竞争力,进一步提升技术和装备水平。加大交通运输新技术、新装备的开发和应用,加快推进具有中国 自主知识产权 的技术与装备的市场化和产业化,带动相关 产业升级 和壮大。研究设置能耗和 排放限值 标准,研究制定装备 技术政策 ,促进 技术装备 的现代化。推进先进、适用的 轨道交通 技术与装备的研发和应用,全面实现现代化。提升铁路高速 动车组 、大功率 电力机车 、重载货车等先进装备的安全性和可靠性,提高 空调客车 比例和 专用货车 比例,推进高速动车组谱系化,以及 城际列车 与城市轨道交通车辆等先进技术装备的研制与应用。通过 工程应用 带动 技术研发 ,突破轨道交通 通信信号 、牵引制动、运行控制等关键 核心技术 ,系统掌握高速 磁悬浮技术 ,优化完善 中低速磁悬浮 技术。
中小城市 与城镇之间及城镇分布较为密集的走廊 经济带 上,视 运输需求 ,加密高等级公路网络、提升省道 技术等级 或以 城市快速路 的形式建设相对开放的快捷通道,并注重与区际 交通网络 的衔接。另一方面,2012年,中国共有 城镇人口 7.12亿人,占总人口比重为52.6%,比上年末提高1.3个百分点。这意味着,如果把在城镇工作和生活六个月以上的农民工算上,中国城镇化比率已达到52.6%。在城镇化和"十二五"的规划下,磁悬浮列车再次成为了人们关注的焦点和未来国家的 战略目标 。2012年的 中低速磁悬浮列车 是一种新近发展起来的新型绿色轨道交通装备,它利用 电磁铁 吸引力使列车"浮 "于空中平稳运行,无摩擦、 零排放 、低噪声,安全保障可带给乘客贴地飞行的新体验。磁悬浮列车以其速度快,高效,环保,安全,噪音小无污染的优点磁悬浮类车的发展与国家的发展规划不谋而合。由此可见随着未来磁悬浮市场化的成熟和技术的改进,其前景不可估量。

磁浮列车 国外大事记

1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔首次考虑电 磁悬浮铁路
1934年,赫尔曼·肯佩尔获得制造磁悬浮铁路的 基本专利
1935年,赫尔曼·肯佩尔运用 试验模型 证实了磁悬浮。
1939年-1943年,赫尔曼·肯佩尔在 格丁根 空气动力学 研究所进行 电磁悬浮 铁路的基本研究工作。
1953年,赫尔曼·肯佩尔写成科学报告《电子悬浮导向的电力驱动铁路机车车辆》。
1969年,大通过能力高速铁路研究会开始基础性研究。克劳斯-马菲公司制造出电磁悬浮模型TR-01。支承和 导向系统 按赫尔曼·肯佩尔原则设计,由一台短定子 直线电动机 驱动。
1971年-1974年,先后制造了TR02、TR03、TR04号试验车。
1975年,开发、研制和试验第一台长 定子 电磁行车技术功能的设备。由 蒂森 ·亨舍尔在卡塞尔厂区内用 试验平台 MB1进行。
1976年,生产第一台用 长定子 电磁行车技术的载人试验车HMB2,在卡塞尔由蒂森·亨舍尔在厂区内进行。采用电磁式支承和导向系统,有10毫米 空气间隙 ,车重为2.5吨,4个座位,最大速度为36公里/小时。
1977年, 联邦德国 研究技术部作出有利于发展电磁悬浮 驱动系统 的决定。筹建埃姆斯兰磁悬浮列车试验设施。赫尔曼·肯佩尔工程师逝世(1892年4月5日-1977年7月13日)。
1979年,在汉堡的国际交通展览会上展出5月17日投产的TR05号并引起轰动。
1980年,开始建造TR06号。
1984年,埃姆斯兰磁悬浮列车试验设施投产,用TR06号开始作 行车试验 。8月17日达到302公里/小时的速度。
1986年,在蒂森工业公司(亨舍尔)开发TR07号样车。
1987年,埃姆斯兰磁悬浮列车试验设施第二期施工最终完成并投入使用。TR07号开始组装。11月11日TR06号达到406公里/小时的速度。
1988年,TR06号的速度于1月22日达到412.6公里/小时。在 慕尼黑 国际交通展览会上展出TR07号。
1989年,在埃姆斯兰磁悬浮列车试验设施上开始检验TR07号。磁悬浮铁路 快速列车 技术已趋成熟。
2000年6月30日,中德两国政府正式签订合作开展上海磁悬浮快速列车运营线 项目可行性研究 的协议。
2000年8月,国家计委批准 项目建议书 ;同月, 上海 申通集团 等6家公司联合出资20亿元注册成立上海磁悬浮交通 发展 有限公司(后扩股为8家公司, 注册资金 3亿元), 上海市 委、市政府批准成立上海市磁悬浮快速列车工程指挥部。下面是磁悬浮下面是磁悬浮模型。
1990年, 第一次“磁浮列车、 直线电机 技术研讨会在 西南交大 召开。1992年,研制载人磁悬浮列车被正式列入国家“八五”科技攻关重点项目。
1994年,西南交大研制成功中国第一辆可载人常导低速磁浮列车,
但是只能在完全理想的实验室条件下运行成功。
1995年5月11日,中国第一台载人磁悬浮列车在国防科技大学研制成功,使中国成为继德国、日本、英国、 苏联 、韩国之后,第六个研制成功磁悬浮列车的国家。
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1月23日,上海磁悬浮交通发展有限公司与由德国西门子公司、蒂森快速列车系统公司和磁悬浮国际公司组成的联合体签署《上海磁悬浮列车项目供货和服务合同》,合同总金额12.93亿德国 马克 ;2001年1月26日,与德国线路及轨道梁技术联合体(TGC)签署《磁悬浮快速列车混凝土复合轨道梁系统技术转让合同》,合同使用德国政府 赠款 共1亿德国马克。2001年3月1日工程正式开始。5月 专用道路 全线贯通。7月轨道梁生产基地投产。2001年8月14日,由 长春客车厂 、西南交通大学和 株洲电力机车研究所 联合研制开发的中国首辆磁悬浮客车,在长春客车厂竣工下线,从而使中国继德国和日本之后,成为世界上第三个掌握磁悬浮客车技术的国家。
磁悬浮列车的生产车间
2015年12月8日,由 中国铁建 铁四院设计 施工总承包 的湖南 长沙中低速磁浮铁路 工程全线疏散平台铺架完毕,将于近期开通试运行。据了解,长沙中低速磁浮铁路是中国首条自主研发的磁悬浮线,西起长沙南站,东至 黄花机场 线路全长 18.5公里,2014年5月开工建设。
2015年12月2日,长沙磁悬浮列车首次进行全线18.55公里的 热滑 试验,经磁浮梨站、抵达 磁浮机场站 后,顺利返回磁浮车辆段综合基地,现已全面进入 联调联试 阶段。
2016年5月6日,中国首条具有完全自主知识产权的中低速磁悬浮商业运营示范线—— 长沙磁浮快线 开通试运营。该线路也是世界上最长的中低速磁浮运营线。
2017年12月30日,北京首条磁悬浮轨道交通S1线开通试运营,列车设计运营速度100km/h。
2018年5月23日,从国防科技大学获悉,由该校领衔研制的新型磁浮列车工程样车运行试验取得成功,时速可达160公里以上。本次运行试验成功,是国家“ 十三五 ”先进轨道交通重点专项课题取得的阶段性成果,标志着中国已掌握中速 磁浮交通 核心 关键技术 ,对推动中国磁浮交通 技术发展 具有十分重要的意义。
2019年3月3日,全国人大代表、 中车株洲电力机车有限公司 董事长周清和透露:中国拥有完全自主知识产权的首列商用 磁浮3.0版列车 正在紧张研制当中,计划2020年年初下线。这款无人驾驶的磁浮列车,设计时速200公里。 2021年7月20日,由 中国中车 承担研制、具有完全自主知识产权的中国时速600公里高速 磁浮交通 系统在青岛成功下线,这是世界首套设计时速达600公里的高速磁浮交通系统,标志着中国掌握了高速磁浮成套技术和 工程化能力 上海磁悬浮列车
世界第一条磁悬浮列车示范运营线—— 上海磁悬浮列车 浦东 龙阳路站 浦东国际机场 ,三十多公里只需8分钟。上海磁悬浮列车专线西起 上海轨道交通2号线 龙阳路站 ,东至 上海浦东国际机场 ,专线全长29.863公里,由中德两国 合作开发 。2001年3月1日在浦东挖下第一铲,2002年12月31日全线试运行,2003年1月4日正式开始商业运营。是世界第一条商业运营的磁悬浮专线。上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”(简称“常导型”)磁悬浮列车。是利用“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排斥力使车辆浮起来(利用同名磁极相互排斥)。
湖南磁悬浮列车
悬浮列车的驱动和同步直线电动机原理一模一样。通俗说,在位于轨道两侧的类似电动机的磁力进行排斥。
2014年5月16日,国内首条具有自主知识产权的中低速磁浮交通线路——长沙磁浮工程正式开工。线路2016年上半年建成通车后,中国将成为世界上第二个拥有这种先进轨道交通 运营技术 的国家。届时,乘客从 长沙火车南站 长沙黄花机场 T2航站楼,仅需约10分钟。 省委常委 、市委书记易炼红宣布面子 项目开工 ,副省长张剑飞, 中国铁建股份有限公司 董事长、党委书记 孟凤朝 致词, 省政府 副秘书长虢正贵主持 开工仪式 ,胡衡华、陈献春、 姚英杰 等市领导出席。
2016年5月6日,中国首条具有完全 自主知识产权 的中低速磁悬浮商业运营示范线——长沙磁浮快线开通试运营。该线路也是世界上最长的中低速磁浮运营线。
相较从德国引进、飞驰在世界首条商营磁浮专线的上海高速磁浮列车,长沙 中低速磁浮列车 具有安全、噪声小、 转弯半径 小、 爬坡能力 强等特点,多项成果达到国际领先水平。中国也由此成为世界少数几个掌握 中低速磁悬浮列车 技术的国家之一。
据中国中车官方微博10月21日消息, 国家重点研发计划 先进轨道交通重点专项首批三个项目(包括时速600公里高速磁浮、时速400公里可变轨距 高速列车 、轨道交通 系统安全 保障技术等)21日在北京举行启动会。这是中国首个由企业牵头组织实施的国家重点专项,标志着中国 科技管理 体制改革专项试点拉开序幕。
2021年12月14日,国内首条磁浮 空轨 车辆“ 兴国号 ”在武汉下线,车辆由中铁科工集团与 江西理工大学 联合研制,将用于江西兴国永磁磁浮技术工程示范线。 韩国磁悬浮列车
据韩国媒体2014年5月15日报道,韩国首列自主研发的商用磁悬浮列车14日投入试运营,并将于7月中旬正式载客运行。由韩国列车制造商“现代罗特姆”与韩国机械研究院共同设计制造的磁悬浮列车14日获得有关机构颁发的运营许可证。
该列车完全为无人驾驶,最高时速可达110公里,由 仁川国际机场 出发,行至 仁川 龙游站,全长6.1公里,未来线路还有望进一步拓展。
韩国机械研究院 城市铁路 性能 认证中心 负责人韩炯锡在试运营 启动仪式 上介绍说,与传统 轻轨列车 相比,磁悬浮列车运行时不会产生轨道 摩擦力 ,因此具有低噪音、低振动等优点。此外,由于磁悬浮列车的转向架包裹住了轨道,也降低了列车脱轨和倾覆的风险。
现代罗特姆公司 首席执行官 韩久焕表示, 仁川机场 磁悬浮线路的每公里造价为427亿韩元(约合4156万美元),与传统轻轨线路接近。但由于该列车并无车轮、轴承等消耗部件,运营后的维护成本要比轻轨低很多,可节约2%至5%的能源。
韩国国土交通部 于2006年启动城市磁悬浮项目,集合了国内数十家 科研机构 、商业集团和政府机构参与,旨在开发适合示范路线的商用城市磁悬浮列车。
韩国机械研究院院长尹勇泽表示,在仁川机场磁悬浮项目顺利运营后,韩国计划把位于其中西部的大田市地铁2号线打造为新的磁悬浮路线。该线路总长36公里,有30个车站,将均可载客近万人次。

磁浮列车 日本

2015年4月16日,日本 东海旅客铁道 JR 东海)发表公报称,该公司当天在山梨磁悬浮试验线利用 L0型磁悬浮列车 进行了高速运行试验,达到了载人行驶每小时590公里的世界 最高速度
此前, 超导磁悬浮 的载人行驶最高速度是每小时581公里,由JR东海公司于2003年在山梨磁悬浮试验线利用“MLX01”列车实现。 L0型磁悬浮列车 刷新了这一纪录,也创下了世界铁道史上载人运行速度的新纪录。2015年4月21日在位于山梨县长约42.8公里的试验线路上实施了载人试验运行。L0型磁悬浮列车在试验线路隧道内的运行速度一度达到每小时600公里,列车以这一速度行驶了1.8秒。
中国超级磁悬浮列车
港媒称,中国正在研制 超级磁悬浮列车 ,采用真空钢管设计,未来的时速可达到每小时2000公里。在 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室 超导技术研究所,中国科学家首次成功完成载人高温超导磁悬浮环形轨道测试。这一项目由 邓自刚 专家领导,他已经对这项技术进行了数年研究。
邓自刚表示,为了进一步推进这一项目,必须完成两个阶段性目标。他说:“第一阶段是研制一条高温 超导磁悬浮 环形轨道,这个目标已经在2013年2月实现,促使研究人员进入下一个阶段的研究。第二个阶段是为环形轨道安装 真空管 ,也就是打造真空管高温 超导磁悬浮列车 。在设计上,这辆列车在不搭载乘客情况下的最大速度可达到每小时50公里。”
德国磁悬浮列车事故
2001年,与戴睿相识并成为密友的张耀平将这项技术首次引进中国。2002年,戴睿和妻子前往中国,帮助张耀平和同事在 西南交通大学 组建了专门研究机构。经过多年努力,张耀平的研究获得了中国学界和政府全方位的支持,他认为,这项技术所需的技术已经完全成熟。“专家大会上专家们提出的每小时600-1000公里时速,是一个保守的对外口径,实际上所有研究者一开始就把这一运输方式的常规 运行速度 定位为每小时40010公里,经过技术改进,每小时6500公里是一个 中期目标 。克服技术障碍,那就相当于一颗炮弹。作者在与一名学者及其研究生座谈时,他们提出, 真空管道磁悬浮列车 的理论 极限速度 接近 第一宇宙速度 ,要达到每小时12万公里是可以实现的。假如遇到 恐怖袭击 和着火追尾等不测 安全问题 或安全事故时,列车在真空中管中无空气无逃生环境和如此高的速度下,乘客可能死的连渣都没有,好似 原子对撞机 实验。 高速动车 的意义,类似于当初 蒸汽机 取代 马力 ,将带来划时代的变革。民航、 普铁 运输将被大面积取代,人类将进入更清洁、高效的旅行时代。
为了解决建造和运行中的难题,张耀平和他的团队日以继夜地工作,“真空管道中的隔离室”、“一种真空管道 运输系统 中磁悬浮车与车站间的 对接装置 ”、“一种用于真空管道系统中的密封门”、“ 真空管道高速交通 运行抽气系统”等专利相继问世。