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1 # 創業工坊
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2 # 閒散的獅子
磁懸浮技術(英文:electromagnetic levitation, electromagnetic suspension)簡稱EML技術或EMS技術)是指利用磁力克服重力使物體懸浮的一種技術。
發展歷史1842年,英國物理學家Earnshaw就提出了磁懸浮的概念,同時指出:單靠永久磁鐵是不能將一個鐵磁體在所有六個自由度上都保持在自由穩定的懸浮狀態。
1900年初,美國,法國等專家曾提出物體擺脫自身重力阻力並高效運營的若干猜想--也就是磁懸浮的早期模型。並列出了無摩擦阻力的磁懸浮列車使用的可能性。 當時只處於猜想階段,未提出一個切實可行的辦法來實現這一目標。
1937年,德國的赫爾曼·肯佩爾申請了磁懸浮列車這一的專利。
隨著技術的發展,特別是固體電子學的出現,使原來十分龐大的磁懸浮列車控制裝置變得十分輕巧,這就給磁懸浮列車技術提供了實現的可能。1969年,德國牽引機車公司的馬法伊研製出小型磁懸浮列車系統模型,以後命名為TR01型,該車在1km軌道上時速達165km,這是磁懸浮列車發展的第一個里程碑。
在20世紀70、80年代,磁懸浮列車系統繼續在德國蒂森亨舍爾測試和實施執行。德國開始命名這套磁懸浮系統為“磁懸浮”。
目前,上海的磁懸浮列車是世界第一條商業運營的高架磁懸浮專線。
2. 磁懸浮列車原理磁懸浮列車基本原理就是"磁鐵同性相斥,異性相吸“。日本,德國,中國在磁懸浮列車的具體應用上也不相同。下面是以中國上海的磁懸浮列車為例來說明其具體原理。
如圖,是磁懸浮列車的示意圖。
上海磁懸浮列車是“常導磁斥型”(簡稱“常導型”)磁懸浮列車。是利用“同極相斥”原理設計,是一種排斥力懸浮系統,利用安裝在列車兩側轉向架上的車身線圈,和鋪設在T型軌道下方的軌道線圈,在磁場作用下產生的排斥力使車輛浮起來。就是說,軌道產生磁力的排斥力與列車的重力在一個相應平衡的資料時,列車就會懸浮起來。
透過控制線圈電流,使車身線圈和軌道線圈的空隙在10mm,在車身線圈上安裝"氣隙感測器”來監測這個空隙。(見上圖)
如圖,磁懸浮列車的高速前進是利用電磁體間的磁力完成的。簡單的講就是,在位於軌道兩側的線圈裡流動的交流電,能將線圈變為電磁鐵。由於它 與列車上的超導電磁體的相互作用,就使列車開動起來。列車前進是因為列車頭部的電磁體(N極)被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體(S極)所吸引,並且同時又被安裝在軌道上稍後一點的電磁體(N極)所排斥。當列車前進時,線上圈裡流動的電流流向就反轉過來了。其結果就是原來那個S極線圈,現在變為N極線圈了,反之亦然。這樣,列車由於電磁極性的轉換而得以持續向前賓士。根據車速,透過電能轉換器調整線上圈裡流動的交流電的頻率和電壓。
以上是簡單原理,要把原理轉換成可以實現的技術要複雜得多。否則怎麼會花那麼多錢呢?
3. 優點與缺點磁懸浮列車有許多優點:列車在鐵軌上方懸浮執行,鐵軌與車輛不接觸,執行速度非常快;無噪音,不排出有害的廢氣,有利於環境保護。由於無需車輪,不存在輪軌摩擦而產生的輪對磨損,減少了維護工作量和經營成本。
缺點:在陸地上的交通工具沒有輪子是很危險的。磁懸浮列車沒有輪子,如果突然停電,靠滑動摩擦是很危險的。而對於磁懸浮,當遭遇突然停電,採取的是機械臂鎖死軌道強制停車,這正是磁懸浮相對於輪軌滑動摩擦制動方式而言會更加危險,會導致車毀人亡的悲劇。磁懸浮列車的製造和運營成本也非常高。
END
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3 # 孤獨的騎行者
磁懸浮列車是利用磁鐵的同性相斥,異性相吸的原理而執行的!但是不單單是磁鐵,你想想光要托起那麼重的火車就需要很大的磁鐵!所以磁懸浮列車用的是帶電線圈!高中物理所學!
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4 # 鑄造小AI同學
磁懸浮列車是一種現代高科技軌道交通工具,它透過電磁力實現列車與軌道之間的無接觸的懸浮和導向,再利用直線電機產生的電磁力牽引列車執行。
1922年,德國工程師赫爾曼·肯佩爾(Hermann Kemper)提出了電磁懸浮原理,繼而申請了專利。20 世紀70年代以後,隨著工業化國家經濟實力不斷增強,為提高交通運輸能力以適應其經濟發展和民生的需要,德國、日本、美國等國家相繼開展了磁懸浮運輸系統的研發。磁懸浮技術分類目前世界主要磁懸浮技術分為:德國EMS常導磁浮系統,採用的是吸力;日本的EDS超導磁浮系統,採用的是斥力。
我們第一條投入商業運營的高速磁懸浮列車——上海磁懸浮,採用的是EMS常導磁浮系統。
磁懸浮列車主要系統組成西懸浮列車主要由懸浮系統、推進系統、導向系統、制動系統組成。
1.懸浮系統軌道上的電磁鐵和車身上的電磁鐵相互吸引,透過氣隙感測器使列車與軌道的距離始終保持10mm。
2.推進系統車體上的磁極相當於電動機的轉子,軌道上的磁極相當於定子,磁極相互交錯,產生前拉後推作用力,使車身向前運動。
3.導向系統軌道上的線圈與車體線圈,透過改變磁極方向產生排斥力,使車身達到轉向或回位的作用。
4.制動系統制動系統主要包括電制動、機械制動和落車制動三種方式。
磁懸浮列車發展前景美國和中國都在研製超級磁懸浮列車,採用真空管設計,未來時速可達3000kg/h,將極大提高運輸效率,降低運輸成本。
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5 # 小可愛
謝謝邀請哈。磁懸浮列車利用電磁體“同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引”的原理,讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力,使車體完全脫離軌道,懸浮在距離軌道約1釐米處,騰空行駛,創造了近乎“零高度”空間飛行的奇蹟。磁懸浮列車由於磁鐵有同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引兩種形式,故磁懸浮列車也有兩種相應的形式:一種是利用磁鐵同名磁極相互排斥原理而設計的電磁執行系統的磁懸浮列車,它利用車上超導體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產生的相斥力,使車體懸浮執行的鐵路;另一種則是利用磁鐵異名磁極相互吸引原理而設計的電動力執行系統的磁懸浮列車,它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵,在T形導軌的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板,控制電磁鐵的電流,使電磁鐵和導軌間保持10—15毫米的間隙,並使導軌鋼板的排斥力與車輛的重力平衡,從而使車體懸浮於車道的導軌面上執行。通俗的講就是,在位於軌道兩側的線圈裡流動的交流電,能將線圈變為電磁體。由於它與列車上的超導電磁體的相互作用,就使列車開動起來。列車前進是因為列車頭部的電磁體(N極)被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體(S極)所吸引,並且同時又被安裝在軌道上稍後一點的電磁體(N極)所排斥。當列車前進時,線上圈裡流動的電流流向就反轉過來了。其結果就是原來那個S極線圈,變為N極線圈了,反之亦然。這樣,列車由於電磁極性的轉換而得以持續向前賓士。根據車速,透過電能轉換器調整線上圈裡流動的交流電的頻率和電壓。穩定性由導向系統來控制。“常導型磁吸式”導向系統,是在列車側面安裝一組專門用於導向的電磁鐵。列車發生左右偏移時,列車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用,產生排斥力,使車輛恢復正常位置。列車如執行在曲線或坡道上時,控制系統透過對導向磁鐵中的電流進行控制,達到控制執行目的。
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磁懸浮列車利用電磁體“同性相斥”的原理,讓磁鐵具有抗拒地心引力的能力,使車體完全脫離軌道,懸浮在距離軌道約1釐米處,騰空行駛,創造了近乎“零高度”空間飛行的奇蹟。
磁懸浮列車由於磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式,故磁懸浮列車也有兩種相應的形式:一種是利用磁鐵同性相斥原理而設計的電磁執行系統的磁懸浮列車,它利用車上超導體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產生的相斥力,使車體懸浮執行的鐵路;另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力執行系統的磁懸浮列車,它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵,在T形導軌的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板,控制電磁鐵的電流,使電磁鐵和導軌間保持10—15毫米的間隙,並使導軌鋼板的排斥力與車輛的重力平衡,從而使車體懸浮於車道的導軌面上執行。