磁悬浮列车的工作原理

磁悬浮列车由电磁力引导。现根据恒磁引力和超导磁斥力，简述如下。

恒磁引力式的导向系统与悬挂系统类似，是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。车体与导轨侧面有一定的间隙。

当车辆从左向右偏离时，车辆上的导向电磁铁与导轨侧面相互作用，使车辆恢复到正常位置。控制系统通过控制导向磁铁中的电流来维持这种横向间隙，从而控制列车的运行方向。

超导磁排斥导引系统可以通过以下三种方式构建:

(1)在车辆上安装机械导向装置，实现列车导向。这种装置通常利用车辆上的侧导辅助轮，使其与导轨侧面相互作用(滚动摩擦)产生回复力，与列车沿曲线运行时产生的侧向力相平衡，使列车沿导轨中心线运行。

(2)在车辆上安装特殊的导向超导磁体，与导轨侧面的接地线圈和金属带产生磁斥力，与列车的侧向力相平衡，使列车保持正确的方向运行。这种导向方式避免了机械摩擦，只要控制横向地面导向线圈中的电流，列车就能保持一定的横向间隙。？

(3)磁力导向的“零磁通”导向系统铺设“8”字形闭合线圈。当安装在列车上的超导磁体位于线圈的对称中心线上时，线圈中的磁场为零；当列车横向移动时，“8”字形线圈中的磁场为零，产生一个反作用力来平衡列车的横向力，使列车回到线路中心线的位置。

2.推进模式

磁悬浮列车推进系统的关键技术是将旋转电机扩展为直线电机。其基本组成和作用原理与普通旋转电机相似。展开后，其传动方式将由旋转运动变为直线运动。

恒磁导率磁悬浮采用短定子异步直线电机。将三相电枢绕组安装在车辆上，将感应轨安装在轨道上。采用车载供电方式。这种方式具有结构简单、维护方便、成本低的优点，适用于中低速城市交通和郊区交通以及作为短途旅游线路系统。主要缺点是功率低，不利于高速运行。

其中，TR型子弹头列车、从上海引进的Transrapid 06型磁浮列车和日本的HSST磁浮列车都采用了这种形式。超导磁斥力磁悬浮采用长定子同步直线电机。其超导电磁铁安装在车辆上，无源闭合线圈或非磁性金属板沿轨道布置。

采用超导电磁线圈作为磁悬浮装置，为直线同步电机励磁线圈处于超导状态提供了便利条件。它们可以存放在同一个冷却系统中，也可以由同一个线圈同时起到悬浮、导向和推进的作用。

高速长定子同步直线电机的牵引系统相对复杂。地面牵引系统，一段(长约30km)供电分成多段(约300-1000 m)，每段仅在列车通过时供电，每段的切换由接触式真空开关完成。

为了使列车不发生区间冲击，轮流供电需要两套逆变器，特点是大功率、高电压、大电流。地面供电的优势包括轨道电机功率大，设计简化，车辆重量轻。适用于高速和超高速磁浮铁路。日本和加拿大决定开发这种磁悬浮系统。

4.列车动能

“正常导向”的磁浮列车，轨道和电机的工作原理完全一样。

把电机的“转子”安排在火车上，把电机的“定子”铺在轨道上就行了。通过“转子”和“定子”的相互作用，电能转化为正向动能。

我们知道，当电机的“定子”通电后，通过电流对磁场的作用，可以带动“转子”旋转。但是耗电量巨大，就像一个电机覆盖轨道一样。当向轨道的“定子”输送电能时，通过电流对磁场的作用，推动列车像电机的“转子”一样做直线运动。

扩展数据:

磁悬浮技术的优缺点

1，优点

磁悬浮列车有很多优点:列车悬浮在铁轨上方，铁轨不与车辆接触，不仅运行速度很快，还能超过500km/h；无噪音，无有害废气，有利于环保。由于不需要车轮和轮轨摩擦，减少了维护工作量和运营成本。

是21世纪理想的超级特快列车，世界各国都非常重视磁悬浮列车的发展。到2012，中国、日本、德国、英国、美国等国家都在积极研究这种车。日本超导磁悬浮列车已经通过在轨测试，即将进入实用阶段，运行时速超过300公里。

磁悬浮列车在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，无噪音，可实现全自动运行。

磁悬浮列车的使用寿命可以达到35年，而普通轮轨列车只有20-25年。磁悬浮列车轨道的使用寿命是80年，而普通轨道只有60年。目前日本L0磁悬浮列车2015达到的最高速度是603km/h。

据德国科学家预测，到20年，采用新技术后，磁悬浮列车的时速将达到1000公里。目前我国轮轨列车最高速度为496 km/h(法国TGV电动列车在2007年的试验中最高速度达到574.8 km/h)。

2.不足之处

据说陆地上的车辆没有轮子是非常危险的。要克服大惯性，只有通过车轮和履带的制动力才能克服。磁悬浮列车没有轮子。如果突然停电，靠滑动摩擦是非常危险的。

对于磁悬浮来说，遇到突然停电时，利用机械臂锁定轨道进行强制停车，恰恰是磁悬浮会比轮轨滑动摩擦制动方式更加危险，导致车毁人亡的悲剧。国外没有施工的案例，恰恰是这个特点。

另外，磁悬浮列车是高架的，发生事故时，在5米的高度救援难度较大。没有轮子，很难把它拖出事故现场。如果区间停电，其他车辆和吊车很难靠近。但相对于其他轮轨铁路，无论高铁、地铁、轻轨，也是高架。

2006年，一辆德国磁悬浮控制列车在试运行期间与一辆维修车相撞。据报道，机上共有29人，23人当场死亡，25人实际死亡，4人重伤。这说明磁悬浮列车在突发情况下的制动能力并不可靠，不如轮轨列车。说明磁悬浮列车在突发情况下的制动能力远不如轮轨列车，安全性也没有轮轨列车高(轮轨安全性高出数倍)。

百度百科-磁悬浮技术

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