磁懸浮列車原理

磁浮有3個基本原理

第一個原理是當(dāng)靠近金屬的磁場改變，金屬上的電子會移動，并且產(chǎn)生電流。

第二個原理就是電流的磁效應(yīng)。當(dāng)電流在電線或一塊金屬中流動時，會產(chǎn)生磁場。通電的線圈就成了一塊磁鐵。

磁浮的第三個原理我們就再熟悉不過了，磁鐵間會彼此作用，同極性相斥，異極性相吸。

現(xiàn)在看看磁浮是如何作用的

磁鐵從一塊金屬的上方經(jīng)過，金屬上的電子因磁場改變而開始移動 （原理一）。電子形成回路，所以接著也產(chǎn)生了本身的磁場（原理二）。移動中的磁鐵使金屬中出現(xiàn)一塊假想的磁鐵。 這塊假想磁鐵具有方向性，因是同極性相對，因此 會對原有的磁鐵產(chǎn)生斥力。也就是說，如果原有的磁鐵是北極在下，假想磁鐵則是北極在上；反之亦然。因為磁鐵的同極相斥（原理三），讓磁鐵在一塊金屬上方移動，結(jié)果會對移動中的磁鐵產(chǎn)生一股往上推動的力量。如果磁鐵移動得足夠快，這個力量會大得足以克服向下的重力，舉起移動中的磁鐵。 所以當(dāng)磁鐵移動時，會使得自己浮在金屬上方，并靠著本身電子移動產(chǎn)生的力量保持浮力。這個過程就是所謂的磁浮，這個原理可以適用在列車上。

下面介紹常導(dǎo)磁吸式（EMS）和超導(dǎo)磁斥式 （EDS）列車的具體運行原理。

常導(dǎo)磁吸式(EMS) 利用裝在車輛兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的常導(dǎo)電磁鐵(懸浮電磁鐵)和鋪設(shè)在線路導(dǎo)軌上的磁鐵，在磁場作用下產(chǎn)生的吸引力使車輛浮起，見圖2所示。車輛和軌面之間的間隙與吸引力的大小成反比。為了保證這種懸浮的可靠性和列車運行的平穩(wěn)，使直線電機有較高的功率，必須精確地控制電磁鐵中的電流，使磁場保持穩(wěn)定的強度和懸浮力，使車體與導(dǎo)軌之間保持大約10 mm的間隙。通常采用測量間隙用的氣隙傳感器來進(jìn)行系統(tǒng)的反饋控制。這種懸浮方式不需要設(shè)置專用的著地支撐裝置和輔助的著地車輪，對控制系統(tǒng)的要求也可以稍低一些。

超導(dǎo)磁斥式(EDS) 此種形式在車輛底部安裝超導(dǎo)磁體（放在液態(tài)氦儲存槽內(nèi)），在軌道兩側(cè)鋪設(shè)一系列鋁環(huán)線圈。列車運行時，給車上線圈(超導(dǎo)磁體)通電流，產(chǎn)生強磁場，地上線圈(鋁環(huán))與之相切與車輛上超導(dǎo)磁體的磁場方向相反，兩個磁場產(chǎn)生排斥力。當(dāng)排斥力大于車輛重量時，車輛就浮起來。因此，超導(dǎo)磁斥式就是利用置于車輛上的超導(dǎo)磁體與鋪設(shè)在軌道上的無源線圈之間的相對運動，來產(chǎn)生懸浮力將車體抬起來的。如圖3所示。由于超導(dǎo)磁體的電阻為零，在運行中幾乎不消耗能量，而且磁場強度很大。在超導(dǎo)體和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生的強大排斥力，可使車輛浮起。當(dāng)車輛向下位移時，超導(dǎo)磁體與懸浮線圈的間距減小電流增大， 使懸浮力增加，又使車輛自動恢復(fù)到原來的懸浮位置。這個間隙與速度的大小有關(guān)，一般到100km/h時車體才能懸浮。因此，必須在車輛上裝設(shè)機械輔助支承裝置，如輔助支持輪及相應(yīng)的彈簧支承，以保證列車安全可靠地著地。控制系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)起動和停車的精確控制。

磁懸浮列車運行時速（以上海磁懸浮列車為例）

上海磁懸浮列車運營速度430公里/小時，部分時段運營速度300公里/小時，轉(zhuǎn)彎處曲線半徑達(dá)8000米，肉眼觀察幾乎是一條直線，最小的曲線半徑也達(dá)1500米。乘客不會有不適感。軌道全線兩邊50米范圍內(nèi)裝有目前國際上最先進(jìn)的隔離裝置。磁懸浮列車的車窗是透光率較高的高質(zhì)量玻璃，更好地保證乘客的乘坐體驗與安全。

上海磁懸浮列車是世界上第一段投入商業(yè)運行的高速磁懸浮列車，設(shè)計最高運行速度為每小時430公里，僅次于飛機的飛行時速。

而今中國的輪軌列車運營速度最高時速為486.1公里 （2007年法國TGV試驗電氣火車在專用試驗軌道上測試達(dá)到過574.8公里/小時的最高速度）。

上海磁懸浮列車時速430公里，它是21 世紀(jì)理想的超級特別快車，世界各國都十分重視發(fā)展磁懸浮列車。目前，中國和日本、德國、英國、美國都在積極研究這種車。日本的超導(dǎo)磁懸浮列車已經(jīng)過載人試驗，即將進(jìn)入實用階段，運行時速可達(dá)500 千米以上。

世界第一條磁懸浮列車示范運營線——上海磁懸浮列車，建成后，從浦東龍陽路站到浦東國際機場，三十多公里只需7～8分鐘。

磁懸浮列車與高鐵的區(qū)別

高鐵是高速輪軌，基本所有火車都能上線運行。而磁懸浮是電磁軌道，通過電磁力把列車懸浮起來。二者原理完全不同。并且，高鐵列車上不了磁懸浮的軌道，磁懸浮列車也上不了高鐵的軌道。