感受世界极速—磁浮列车.ppt

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1、感受世界極速—磁浮列車組員曹哲彰廖智達報告內容前言磁浮列車的原理磁浮列車的分類吸引式磁浮列車感應反斥式磁浮列車磁浮列車的優缺點比較磁浮列車開發歷程中國的磁浮列車展望前　　言人類日常生活中所使用到的交通工具，有自行車、公車、電車、汽車、火車、船、飛機等，我們把這些運送人或物品從一個地方到另外一個地方的東西，稱為運輸工具。這些運輸工具為了要移動，有些車子加的是汽油、有些車子加柴油，也有一部分的車子使用的是天然氣或電力。然而，在地面上的這些交通工具，主要靠輪子與地面的摩擦力行走，但是也因為摩擦力，使得它們的速度有一個上限(約300公里)。為了要有更快速、廉價、安全且不製造污染的交通工具。磁浮列車，這

2、種完全符合未來要求的新交通工具，正由幾個國家很努力的發展當中。磁浮列車是利用磁力使車體浮起來，因為並沒有與軌道直接接觸，因此能將阻力減到最小，在前進的時候，利用電與磁的交互作用，可以使磁浮列車前進及後退。磁浮列車使用了許多的電磁鐵，電磁鐵的好處就是可以用電流方向來改變磁極，不但方便而且容易控制。磁浮列車的構想1922年德國專利643316號，1934年8月14日原　　理(一)電流的磁效應在螺旋形的導線上通電，就會在螺旋形導線的中間產生感應磁場，而此感應磁場的大小和導線圈數及電流成正比，當電流斷路時感應磁場也會同時消失。磁場方向可由安培右手定則決定：右手四指的方向依照導線電流方向握起　則姆指方向

3、則為感應磁場的N極。(二)磁浮列車浮起的原理永久磁鐵或電磁鐵異極會相吸，同極卻有極強的排斥力，磁浮列車能浮起來就是利用這個原理。而車體的重量並不輕，若要靠磁鐵相吸及相斥的力量將它浮起來，車上及軌道上的磁力就必須要很強。因此搭配使用電磁鐵和永久磁鐵，除了可增強磁性之外還可以節省一部分的電力。(三)磁浮列車前進的原理磁浮列車的前進原理是利用１線性馬達。　線性馬達將原來普通馬達轉動的力量轉　換為直線移動的力量。同樣利用磁力的　排斥力與吸引力，使得浮在軌道上的列　車能向前加速或減速，由於車體與軌道　間沒有摩擦力，能量不會因此而消耗。註１線性馬達：將馬達與直線動作機構結合為一體，即稱為線性馬達。常導型&

4、超導型磁浮列車分為常導型和超導型兩大類。常導型也常稱為磁吸型，以德國的transrapid為代表，它是利用普通直流電磁鐵電磁吸引力的原理將列車懸起，懸浮的氣隙較小，一般為10毫米左右。常導型高速列車的速度可達每小時400~500公里，適合於城市間的長距離快速運輸。超導型磁浮列車也稱超導磁斥型，以日本MAGLEV為代表。它是利用超導磁體產生的強磁場，列車運行時與佈置在地面上的線圈相互作用，產生電動斥力將列車懸起，懸浮氣隙較大，一般為100毫米左右，速度可達每小時500公里以上。雖然利用一般電磁鐵的相吸相斥亦可製造磁浮列車，但配有高溫超導體的磁浮列車由於磁力較強，故可浮的較高；一般僅使用電磁鐵的磁

5、浮列車其離地面高度僅１公分，而採用超導體者可達１０公分。於實際應用上，此種差異則會造成相當大的影響：若列車運行時遭遇地震，離地１０公分的磁浮列車自然會叫離地僅１公分高的磁浮列車安全許多。吸引式&感應反斥式由於磁鐵有同極相斥和異極相吸兩種形式，故有兩種相應的形式：感應反斥式是利用磁鐵同極相斥原理而設計的電磁運行系統的磁浮列車，是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所生的相斥力使車體懸浮於鐵路。吸引式是利用磁鐵異極相吸原理而設計的電動力運行系統的磁浮列車，沒有生命的它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵，在T型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

6、使電磁鐵和導軌間保持10~15毫米的間隙，並使導軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡，而使車體懸浮於車道的導軌面上運行。優點缺點吸引式停車中亦可上浮磁抗力小(即行駛阻力)可賴現有技術配合而成只上浮1公分,因此軌道必須維持極高的精準度停電立即落下為保持上浮高度,須經常的控制感應反斥式上浮10公分,能在軌道上安全行駛無須控制上浮停電時不會立即落下低速無法上浮,需加輔助車輪低速行駛時磁抗力太大(行駛阻力)需要超導及極低溫等技術配合磁浮的優缺點比較蔚為風潮的條件：1.高速：常導磁浮列車可達400至500公里/小時2.低耗能：運行成本和能耗低。由於沒有輪子、無摩擦等因素而能省電30%。在500公里/小時速度下

7、每座位/公里的耗能僅為飛機的1/3至1/2。因無輪軌接觸震動小，對車輛和路軌的維修費用少。3.利於保護環境：因軌道摩擦小，所以發出的噪音很低(只有當時速到達200公里以上時才會產生與空氣摩擦的輕微噪音)。當磁浮列車時速到達300公里以上時，雜訊只有656分貝。它的磁場強度非常低，與地球磁場相當，遠低於家用電器。由於採用電力驅動，避免了燃燒煤油給沿途帶來的污染。4.性能：磁浮列車在運行時不與軌道發生