磁悬浮技术的历史
1842年,英国物理学家Earnshow提出了磁悬浮的概念,并指出仅靠永磁体不可能使一个铁磁体在全部六个自由度上保持自由稳定的悬浮状态。
1900年初,美国和法国的专家提出了一些猜想,认为物体可以摆脱自身重力阻力,高效运行——也就是磁悬浮的早期模型。列举了使用无摩擦阻力磁悬浮列车的可能性。但当时由于科技和材料的限制,磁悬浮列车只是处于猜测阶段,没有提出切实可行的方法来实现这一目标。
1937年,德国人赫尔曼·强制申请了磁悬浮列车的专利。
20世纪60年代,世界上出现了三个载人气垫船实验系统,这是最早研究磁悬浮列车的系统。随着技术的发展,特别是固态电子学的出现,原来庞大的控制设备变得非常轻便,这就为磁悬浮列车技术的实现提供了可能。1969年,德国牵引机车公司的Mafay研制了一种小型磁悬浮列车系统模型,后来被命名为TR01。列车在1km的轨道上速度达到165km,这是磁悬浮列车发展的第一个里程碑。
1966年,美国科学家詹姆斯·鲍威尔和戈登·丹比提出了第一个实用的磁悬浮交通系统。
在20世纪70年代和80年代,磁悬浮列车系统继续在蒂森亨舍尔进行测试并投入运营。德国开始将这种磁悬浮系统命名为“磁浮”。
1970年代以后,德国、日本、美国、加拿大、法国和英国等发达国家开始计划发展磁悬浮交通系统,以提高交通运输能力,满足其经济发展的需要。
在建造磁悬浮列车的竞赛中,日本和德国是两大竞争对手。1994年2月24日,日本电动悬浮磁悬浮列车在宫崎县74km长的试验线上创下了430km/h的纪录。65438年4月至0999年4月,日本研制的超导磁悬浮列车在实验线上达到了550 km/h。经过20年的努力,德国在技术上已经成熟,达到了建设和运营线路的水平。原计划在汉堡和柏林之间修建第一条时速400公里的磁悬浮铁路,全长248公里。它原本预计在2003年投入运营,但由于财务规划和辐射健康问题,这一计划在2002年被宣布停止。
2009年国内外的研究热点是磁力轴承和磁悬浮列车,应用最广泛的是磁力轴承。它的无接触、无摩擦、寿命长、无需润滑、精度高等特殊优点引起了世界各国科学界的特别关注,国内外学者和商界人士对其倾注了极大的兴趣和研究热情。
磁悬浮是利用悬浮磁力使物体处于无摩擦、非接触的悬浮平衡状态。磁悬浮看起来很简单,但是具体磁悬浮特性的实现经历了很长时间。因为磁悬浮技术的原理是典型的集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学于一体的机电一体化高新技术。随着电子技术、控制工程、信号处理器件、电磁理论和新型电磁材料的发展以及对转子动力学的进一步研究,磁悬浮已经解开了它的谜团。
中国
1986年,西南交通大学率先召开了磁浮技术和磁浮列车技术研究大会,成为国内较早开展该领域研究的机构。1988年,交大磁浮团队完成了单自由度铁球悬浮实验,对电磁引力悬浮原理有了本质的认识。
1989年3月,国防科技大学研制出国内首辆磁浮试验样车。
在1990期间,西南交通大学磁浮团队成功研制了由四块小电磁铁组成的磁浮模型车,实现了模型车的稳定悬浮和基于直线电机的驱动。
1994 10,连三教授带领的研究团队成功研制出我国首列4吨级磁浮列车及其试验线,实现了系统的稳定悬浮和运行,是我国磁浮列车领域的首次突破,标志着我国磁浮列车技术开始拥有自主知识产权。项目通过1996科技成果鉴定,获得铁道部科技进步二等奖,1997国家科技进步三等奖。
1995年,我国第一条磁浮列车试验线在西南交通大学建成,成功进行了30.0 km/h的稳定悬浮、导向、驱动控制和载人运行试验。西南交通大学这条试验线的建成,标志着我国已经掌握了制造磁悬浮列车的技术。
1997年3月,青城山磁浮车辆工程试验线可行性研究通过国家科委工业科技司组织的专家评审;
1998,青城山磁浮列车工程试验示范线项目获批,青城山磁浮列车工程试验线建设准备工作启动;
2001年,430米长的青城山磁悬浮列车工程试验线开工建设。
2005年,西南交通大学与上海磁浮交通工程技术中心签订了“上海市城轨磁浮列车总体设计”合同,并于次年3月签订了“上海市低速(城轨)磁浮交通试验线项目悬浮控制设备供货及服务”合同,全面参与上海市城轨磁浮试验线磁浮列车的研制。试验列车由三节组成,全新的结构设计,创下了多项第一:中国第一,中国第一,中国第一,中国第一,中国第一,中国第一,中国第一,中国第一,中国第一,中国第一, 中国第一次,中国第三次,中国第三次,中国第三次,中国第二次,中国第一次,中国第二次
2008年和2009年,西南交通大学与中国南车股份有限公司签订了“中低速磁浮交通系统方案设计与研究”合同,与南车株洲电力机车有限公司签订了“中低速磁浮列车方案设计与研究”合同。在攻关中,交大团队提出了适合中国国情的轨距1860mm,车宽2800mm。这标志着西南交通大学在合资推进中低速磁浮列车产业化方面又迈出了一步。
为进一步推进中低速磁浮列车工程化,西南交通大学与南车株洲电力机车有限公司于2011签署了“常导短定子异步驱动悬浮架试验车悬浮控制系统开发”和“常导短定子异步驱动中低速磁浮列车系统设计与试验研究”合同。2011年签署《异步短定子恒导驱动中低速磁浮列车悬浮控制系统》,参与株洲中低速磁浮列车研制。
2012,65438+2002年10月20日,中低速磁浮列车在南车株洲电力机车有限公司下线,这是一条按照商业运营条件设计的磁浮列车和试验线。磁悬浮列车的运行速度为100km/h,能够满足试验线各种曲线和坡道的要求。
2013,中国工程院钱清泉院士领衔的“中低速磁浮交通技术与系统发展战略研究”项目立项。该项目研究汇聚了国内磁浮领域的院士和专家,包括电气工程学院和牵引动力国家重点实验室的专家教授,对我国中低速磁浮交通发展战略进行了深入研究,论证了我国发展中低速磁浮交通的必要性和战略意义,进一步推动了长沙中低速磁浮工程应用线的建设。
2015年6月26日投入试运行的长沙高铁南站至黄花机场18.55km“长沙磁浮快线”,采用了西南交通大学和南车株洲电力机车有限公司研发的中低速磁浮列车系统技术,列车悬挂系统核心技术由西南交通大学提供。