磁悬浮列车工作原理
磁悬浮列车工作原理
（一）应用背景·1922Hermann Kemper提出电磁悬浮原理·1970's.工业化发展cnsphoto要求提高运输能力轮轨极限速度V<=350km/h非接触式运输系统磁悬浮列车
（一）应用背景 •1922 Hermann Kemper提出 电磁悬浮原理 •1970’s,工业化发展 要求提高运输能力 轮轨极限速度 非接触式运输系统 V<=350km/h 磁悬浮列车
(二)磁悬浮系统类型超导磁体电磁力力机车.机车导向空间缝隙空间缝際导向大约3/8着陆轮大约24浮总浮导轨导轨>电磁悬浮系统（ElectroMagneticSystem）：依靠在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮，属吸力悬浮系统,并主要应用于德国常导磁悬浮列车系列.(左图)>电力悬浮系统（ElectroDynamicSvstem）：将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生感应电流，进而产生电磁斥力以支撑和导向列车.属斥力悬浮系统，并主要应用于日本超导磁悬浮列车系列.（右图）
（二）磁悬浮系统类型 ➢ 电磁悬浮系统（Electro Magnetic System）:依靠在机车上 的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮,属吸力悬 浮系统,并主要应用于德国常导磁悬浮列车系列.(左图) ➢ 电力悬浮系统（Electro Dynamic System）:将磁铁使用在 运动的机车上以在导轨上产生感应电流,进而产生电磁斥力 以支撑和导向列车.属斥力悬浮系统,并主要应用于日本超导 磁悬浮列车系列.(右图)
(三)工作原理磁悬浮列车大体可分为三个部分：1.悬浮系统：主要依靠轨道底部线圈和车载电磁铁之间产生电动力来实现2．导向系统：主要依赖于轨道侧壁线圈和车载电磁铁相互作用来实现3．动力系统：根据Maxwell电磁场动力学理论采用直线电机作为动力系统,并借助于在运行过程中产生电磁推力来推动和维持列车运行
(三)工作原理 磁悬浮列车大体可分为三个部分: 1. 悬浮系统:主要依靠轨道底部线圈和车载电 磁铁之间产生电动斥力来实现. 2. 导向系统:主要依赖于轨道侧壁线圈和车载 电磁铁相互作用来实现. 3. 动力系统:根据Maxwell电磁场动力学理论, 采用直线电机作为动力系统,并借助于在运 行过程中产生电磁推力来推动和维持列车 运行
1.悬浮系统外加理零磁場·Meissner效应：当金属处在超导状态时，超导体表面产生感应电流，进而产生附加除湿磁场与外部磁场抵消，内部的磁感应强度为零.此时附加场和外部场相作用产生外加磁摄的电磁斥力可以将超导体悬起.超导体的两个重要特性：零电阻和抗磁性。移去磁姆移去超場
1.悬浮系统 • Meissner效应:当金属处在 超导状态时,超导体表面产 生感应电流,进而产生附加 磁场与外部磁场抵消,内部 的磁感应强度为零.此时附 加场和外部场相作用产生 的电磁斥力可以将超导体 悬起. • 超导体的两个重要特性： 零电阻和抗磁性
实际模型磁悬浮在列车每节车厢两侧底侧，装载有6~8个超导磁导向体,并通过液氮作为冷却系统.当列车起到或进站时列车依靠车轮行驶.随着列车加速，导轨线圈通电根据Meissner效应，车推进与轨之间产生电动斥力,(数量级为103N/m2)从悬浮而实现悬浮
实际模型 ◆在列车每节车厢两侧底 侧,装载有6~8个超导磁 体,并通过液氦作为冷却 系统. ◆当列车起到或进站时, 列车依靠车轮行驶,随着 列车加速,导轨线圈通电, 根据Meissner效应,车 与轨之间产生电动斥 力,(数量级为103N/m2 )从 而实现悬浮
2.悬浮系统磁悬浮导向系统依靠轨道两侧的线圈.按照实际所需的横向倾角的大小对线圈中的交变电流导向进行调节进而提供所需的导向力.假设转子受到扰动，偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，控制器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将信号转换成控制电流，并推进在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡悬浮位置。因此，不论转子受到哪个方向的扰动，转子始终能处宇稳定的平衡状态
2.悬浮系统 ◆导向系统依靠轨道两侧的线 圈,按照实际所需的横向倾角 的大小,对线圈中的交变电流 进行调节,进而提供所需的导 向力. ◆假设转子受到扰动，偏离其 参考位置，这时传感器检测 出转子偏离参考点的位移， 控制器将检测的位移变换成 控制信号，然后功率放大器 将信号转换成控制电流，并 在执行磁铁中产生磁力，从 而驱动转子返回到原来平衡 位置。因此，不论转子受到 哪个方向的扰动，转子始终 能处于稳定的平衡状态
3.动力推进系统直观模拟：轨道两侧装有线圈，交流电使线圈变为电磁体，它与列车上的磁铁相互作用。列车行驶时,车头的磁铁（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥,使列车前进。然后在线圈单流动的电流反向其结果就是原来那个S极N线圈，现在变为N极线圈了，反之亦然这样，列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰
3.动力推进系统 • 直观模拟:轨道两侧装有线 圈，交流电使线圈变为电 磁体，它与列车上的磁铁 相互作用。列车行驶时,车 头的磁铁（N极）被轨道 上靠前一点的电磁体（S 极）所吸引,同时被轨道上 稍后一点的电磁体（N极） 所排斥,使列车前进。然后 在线圈里流动的电流反向, 其结果就是原来那个S极 线圈，现在变为N极线圈 了，反之亦然。 这样，列车由于电磁 极性的转换而得以持续向 前奔驰
直线电机直线同步电机：其初级绕组沿轨道铺设.次级绕组安装在车体上，在初级绕组中通入三相交流电，气隙中产生平移磁场，该磁场切割次级导体，产生电磁感应（路轨）aoaap诱发磁场,该磁场与原有平移磁场方向相反,最终在路轨和车体间产悬浮磁场（车体）生电磁推力
直线电机 • 直线同步电机:其 初级绕组沿轨道 铺设,次级绕组安 装在车体上, 在初 级绕组中通入三 相交流电, 气隙中 产生平移磁场,该 磁场切割次级导 体, 产生电磁感应, 诱发磁场,该磁场 与原有平移磁场 方向相反,最终在 路轨和车体间产 生电磁推力
数学模拟(一)-kx.s部定于定子激磁气院至无限g1OH#-b反应轨下部定子图3直线电动机的准一度模拟
数学模拟(一)