资源描述：
《几种典型的高速磁悬浮列车方案比较》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、几种典型的高速磁悬浮列车方案比较张瑞华1,2,严陆光1,徐善纲1,武瑛1,2(1.中国科学院电工研究所,北京100080;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:由于高速磁悬浮列车的诸多优点,世界许多国家都在积极进行研究,目前以德、日两国技术较为成熟,同时美国、瑞士等国也有几种磁悬浮列车方案正在研究发展中。因此,对这几个国家的典型方案进行研究分析对我国的磁悬浮列车技术发展有很大的借鉴作用。本文介绍了德国的Transrapid磁浮列车、日本MLU系列、美国的Magplane等高速磁悬浮列车方案,并从原理、车辆、道岔、造价等方面对这几种方案
2、进行了比较,通过对各方案优缺点的综合分析,可以看出德国方案比较成熟。关键词:磁悬浮列车;高速;方案比较中图分类号:U237文献标识码:A文章编号:100323076(2004)0220046205生升力使车体与轨道脱离机械接触,即车体悬浮于轨道上。按升力形成的电学机理,各种磁悬浮方案又有很大的不同。德国的Transrapid(简称TR)属于电磁悬浮型(Electromagneticsuspension简称EMS),它利用悬浮架两侧的可控直流电磁铁与导轨间的吸力来提升车体,为了保证悬浮的稳定性,必须外加反馈控制来调节电磁铁的线圈电流,从而改变提升
3、力的大小,使提升力与车体重力保持动态平衡。其悬浮原理如图1所示,在悬浮电磁铁中通入直流电流,悬浮电磁铁与轨道中的铁芯之间产生电磁吸引力将车体浮起。如果不加控制,悬浮电磁铁将牢牢吸附在轨道铁芯上,列车无法行走。为此在悬浮电磁铁附近装有气隙传感器,测量悬浮电磁铁与轨道铁芯之间的距离(即悬浮气隙)。根据测量的距离不断调整悬浮电磁铁中的电流,以保持悬浮气隙在十毫米左右,车上的导向电磁铁对轨道侧面产生侧向吸力以导向车辆。该类型悬浮的优点在于无论处于何种速度或停车,均能保持车体悬浮状态,不需要辅助轮。但其悬浮和导向需要主动控制。日本的MLU型系列磁悬浮列车
4、属于电动悬浮型(Electrodynamicsuspension简称EDS),其悬浮原理如图2所示,该悬浮方式为侧壁零磁通悬浮式。磁1引言由于高速磁悬浮列车具有快捷、安全、噪音小等优点,世界很多国家都在进行高速磁悬浮列车的研究1。我国的高速磁悬浮列车技术也取得了重大进展,以引进德国技术为主的上海浦东机场至地铁2号线龙阳路站全长30公里的高速磁悬浮列车示范运营线,已进入全面调试阶段,达到了430公里Π小时的高速度,很快将投入商业运营。从世界范围来看,德国经过三十多年的努力,Transrapid常导磁悬浮列车技术,经过长期试验线试验的考验,为实际运
5、营奠定了良好基础;日本是另一个努力发展高速磁悬浮列车技术的国家,采用超导电动式方案,载人运行速度已达550公里Π小时,悬浮间隙达10厘米,因而适应性更强;鉴于德国Tran2srapid悬浮间隙小、采用机械道岔等缺点,美国现有三个小组在积极进行新方案的研究,其中采用永久磁体的Magplane方案引起了各国学者的关注。以下分别从原理、车辆、轨道、道岔等方面对上述三种方案进行比较和分析。2原理比较磁悬浮列车受电磁力或电动力的作用,可以产收稿日期:2003210227基金项目:国家863“十五”攻关资助项目(高速磁悬浮交通技术重大专项)作者简介:张瑞华
6、(19752),女,陕西籍,博士研究生,研究方向为高速磁悬浮列车供电系统;严陆光(19352),男,浙江籍,中国科学院院士,乌克兰科学院外籍院士,第三世界科学院院士,电工学家。磁悬浮型(permanentmagneticsuspension简称PMS)。Magplane的悬浮磁铁和驱动磁铁皆为永磁体,间隙可达5～15cm。如图3所示,在悬浮和导向上使用了20毫米厚的弧形铝板轨道,这种结构具有高速转弯的优点。这种方案需要加辅助轮,为了安全起见,Magplane的设计者计划在行驶的全程不收回辅助轮,而是将其固定在列车下面。整个列车技术相对简单。图1
7、德国Transrapid悬浮原理示意图Fig.1LevitationprincipleofGermanTransrapid图2日本MLU悬浮和导向原理示意图Fig.2LevitationandguideprincipleofJapanMLU图3美国Magplane原理图Fig.3LevitationprincipleofAmericanMagplane浮车在静止或低速运行时不能起浮,靠类似飞机的橡皮轮支撑,此时,车载低温超导磁体的中心线0v-0v与轨道侧壁“8”字形短路线圈中心线0g-0g重合“,8”字形短路线圈中上下半部线圈交链的磁通相互抵消
8、为零,因此在“8”字形短路线圈中无感生电流和悬浮力产生。当列车运行达到一定速度收起支撑轮时,车载低温超导磁体下沉,低温超导磁体中心线0v-0v偏离“8
