現(xiàn)代軌道交通行車及重載運(yùn)輸-磁浮列車簡介

目錄CONTENTS一磁浮原理二導(dǎo)向原理二推進(jìn)原理/

01磁浮原理>>>一種是利用磁鐵同性相斥原理而設(shè)計(jì)的電磁運(yùn)行系統(tǒng)的磁浮列車，它利用車上超導(dǎo)體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產(chǎn)生的相斥力，使車體磁浮運(yùn)行的鐵路另一種則是利用磁鐵異性相吸原理而設(shè)計(jì)的電動力運(yùn)行系統(tǒng)的磁浮列車，它是在車體底部及兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的頂部安裝磁鐵，在T形導(dǎo)軌的上方和伸臂部分下方分別設(shè)反作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導(dǎo)軌間保持10～15mm的間隙，并使導(dǎo)軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡，從而使車體磁浮于車道的導(dǎo)軌面上運(yùn)行。由于磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種形式，故磁浮列車也有兩種相應(yīng)的形式12一、磁浮原理一、磁浮原理常導(dǎo)磁吸式是利用裝在車輛兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的常導(dǎo)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，如右圖所示。車輛和軌面之間的間隙與吸引力的大小成反比。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。這種磁浮方式不需要設(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。為了保證這種磁浮的可靠性和列車運(yùn)行的平穩(wěn)，使直線電機(jī)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(qiáng)度和磁浮力，使車體與導(dǎo)軌之間保持大約10mm的間隙。列車運(yùn)行時，給車上線圈(超導(dǎo)磁體)通電流，產(chǎn)生強(qiáng)磁場，地上線圏(鋁環(huán))與之相切割，在鋁環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與車輛上超導(dǎo)磁體的磁場方向相反，兩個磁場產(chǎn)生排斥力。當(dāng)排斥力大于車輛質(zhì)量時，車輛就浮起來。一、磁浮原理超導(dǎo)磁斥式是在車輛底部安超導(dǎo)磁體，放在液態(tài)氨儲存槽內(nèi)，在軌道兩側(cè)鋪設(shè)一系列鋁環(huán)線圈。因此，超導(dǎo)磁斥力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(yùn)動，來產(chǎn)生磁浮力將車體抬起來的，如右圖所示。超導(dǎo)磁體的電阻為零，在運(yùn)行中幾乎不消耗能量，而且磁場強(qiáng)度很大。一、磁浮原理在超導(dǎo)體和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生的強(qiáng)大排斥力，可使車輛浮起。當(dāng)車輛向下位移時，超導(dǎo)磁體與磁浮線圈的間距減小、電流増大，使磁浮力增加，又使車輛自動恢復(fù)到原來的磁浮位置。這個間隙與速度的大小有關(guān)，一般到100km/h時車體才能磁浮。因此，必須在車輛上裝設(shè)機(jī)械輔助支撐裝置，如輔助支持輪及相應(yīng)的彈簧支撐，以保證列車安全可靠地著陸。/

02導(dǎo)向原理>>>（1）常導(dǎo)磁吸式的導(dǎo)向系統(tǒng)。二、導(dǎo)向原理常導(dǎo)磁吸式的導(dǎo)向系統(tǒng)與磁浮系統(tǒng)類似，是在車輛側(cè)面安裝一組專門用于導(dǎo)向的電磁鐵。車體與導(dǎo)向軌側(cè)面之間保持一定間隙，當(dāng)車輛左右偏移時，車上的導(dǎo)向電磁鐵與導(dǎo)向軌的側(cè)面相互作用，使車輛恢復(fù)到正常位置?？刂葡到y(tǒng)通過對導(dǎo)向磁鐵中的電流進(jìn)行控制來保持這一側(cè)向間隙，從而達(dá)到控制列車運(yùn)行方向的目的。（2）超導(dǎo)磁斥式的導(dǎo)向系統(tǒng)。超導(dǎo)磁斥式的導(dǎo)向系統(tǒng)可以采用以下三種方式構(gòu)成1第一種在車輛上安裝機(jī)械導(dǎo)向裝置實(shí)現(xiàn)列車導(dǎo)向。這種裝置通常采用車輛上的側(cè)向?qū)蜉o助輪，使之與導(dǎo)向軌側(cè)面相互作用以產(chǎn)生復(fù)原力，這個力與列車沿曲線運(yùn)行時產(chǎn)生的側(cè)向力相平衡，從而使列車沿著導(dǎo)向軌中心線運(yùn)行。二、導(dǎo)向原理2第二種在車輛上安裝專用的導(dǎo)向超導(dǎo)磁鐵，使之與導(dǎo)向軌側(cè)向的作用力相平衡，使列車保持正確的運(yùn)行方向。這種導(dǎo)向方式避免了機(jī)械摩擦，只要控制側(cè)向地面導(dǎo)向線圏中的電流，就可以使列車保持一定的側(cè)向間隙。3第三種利用磁力進(jìn)行導(dǎo)引的“零磁通量”導(dǎo)向系統(tǒng)，鋪設(shè)“8”字形的封閉線圈。當(dāng)列車上設(shè)置的超導(dǎo)磁體位于該線圈的對稱中心線上時，線圈內(nèi)的磁場為零;而當(dāng)列車產(chǎn)生側(cè)向位移時，“8”字形的線圈內(nèi)磁場為零，并產(chǎn)生一個反作用力以平衡列車的側(cè)向力，使列車回到線路中心線的位置。二、導(dǎo)向原理/

03推進(jìn)原理>>>三、推進(jìn)原理它的基本構(gòu)成和作用原理與普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)類似，展開以后，其傳動方式也就由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動。常導(dǎo)磁吸式磁浮采用短定子異步直電機(jī)。在車輛上安裝三相電樞繞組，軌道上安裝感應(yīng)軌。這種方式結(jié)構(gòu)比較簡單、容易維護(hù)、造價低，適用于中低速城市運(yùn)輸及近郊運(yùn)輸，以及作為短程旅游線系統(tǒng)，缺點(diǎn)是功率偏低，不利于高速運(yùn)行。磁浮列車推進(jìn)系統(tǒng)最關(guān)鍵的技術(shù)是把旋轉(zhuǎn)電機(jī)展開成直線電機(jī)。超導(dǎo)磁斥式磁浮采用長定子同步直線電機(jī)。其超導(dǎo)磁體安裝在車輛上，在軌道沿線設(shè)置無源閉合線圈或非磁性金屬板。磁浮裝置超導(dǎo)電磁線圈的采用，為直線同步電機(jī)的激磁線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)提供了方便條件。它們可以共存于同一個冷卻系統(tǒng)，或者同一線圏同時起到磁浮、導(dǎo)向和推進(jìn)的作用。高速長定子同步直線電機(jī)牽引傳動系統(tǒng)的構(gòu)成相對復(fù)雜。地面牽引供電系統(tǒng)一個區(qū)間又分成許多段，每段只有列車通過時供電，各段切換由觸點(diǎn)真空開關(guān)完成。為使列車在各段間不沖動，需兩組逆變器輪流供電，其特點(diǎn)為大功率、高壓、大電流。三、推進(jìn)原理目錄CONTENTS一磁懸浮列車技術(shù)二重載列車發(fā)展概況與新技術(shù)/

01磁懸浮列車技術(shù)>>>一、磁懸浮列車技術(shù)磁懸浮列車實(shí)際上是依靠電磁吸力或電動斥力將列車懸浮于空中并進(jìn)行導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)列車與地面軌道間的無機(jī)械接觸，再利用線性電機(jī)驅(qū)動列車運(yùn)行。世界首條商業(yè)運(yùn)營的英國伯明翰磁浮線1、磁懸浮技術(shù)簡介磁浮列車優(yōu)點(diǎn)列車在鐵軌上方懸浮運(yùn)行，鐵軌與車輛不接觸，運(yùn)行速度非?？?，可以超過500公里，而當(dāng)前中國的輪軌列車運(yùn)營速度最高時速為496公里（法國TGV電氣火車最高時速在2007年的測試中達(dá)到過574.8公里）無噪音，不排出有害的廢氣，有利于環(huán)境保護(hù)由于無需車輪，不存在輪軌摩擦而產(chǎn)生的輪對磨損，減少了維護(hù)工作量和經(jīng)營成本磁浮列車的使用壽命可達(dá)35年，而普通輪軌列車只有20-25年。磁浮列車路軌的壽命是80年，普通路軌只有60年一、磁懸浮列車技術(shù)磁浮列車缺點(diǎn)與現(xiàn)在的普通鐵路系統(tǒng)相比，修建和運(yùn)營成本顯著地高機(jī)車、軌道和信號控制系統(tǒng)與現(xiàn)在鐵路系統(tǒng)完全不同，因此不能對現(xiàn)有的鐵路系統(tǒng)進(jìn)行改造利用陸上交通工具停頓時要克服很大的慣性，只有通過輪子與軌道的制動力來克服。磁浮列車沒有輪子，如果突然停電，靠滑動摩擦是很危險(xiǎn)的。而對于磁浮，當(dāng)遭遇突然停電，采取的是機(jī)械臂死鎖軌道強(qiáng)制停車，這正是磁浮相對于輪軌滑動摩擦制動方式而言會更加危險(xiǎn)磁浮列車是高架的，發(fā)生事故時救援很困難，沒有輪子，拖出事故現(xiàn)場困難；若區(qū)間停電，其他車輛、吊機(jī)也很難靠近磁浮列車突然情況下的制動能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上輪軌列車，且安全性沒有輪軌火車高一、磁懸浮列車技術(shù)2、磁懸浮列車種類常導(dǎo)電磁浮型(ElectromagneticSuspension，EMS)，由德國研發(fā)并擁有核心技術(shù)一、磁懸浮列車技術(shù)超導(dǎo)電動磁浮型(ElectrodynamicSuspension，EDS)，由日本研發(fā)并擁有核心技術(shù)永磁浮型(PermanentMagneticSuspension，PMS)，以中國和美國為主ELECTRICLOCOMOTIVE一、磁懸浮列車技術(shù)/

02重載列車新技術(shù)>>>重載機(jī)車交流傳動技術(shù)二、重載列車新技術(shù)AC6000CWSD90MACSD70Ace交流傳動技術(shù)自20世紀(jì)70年代末開始發(fā)展，至90年代以后，大功率交流傳動機(jī)車成為重載牽引動力的發(fā)展趨勢。車輛平均周轉(zhuǎn)時間縮短，運(yùn)輸能力增加，列車平均速度增加電控空氣制動系統(tǒng)（ECP，ElectronicallyControlledPneumatic）保證重載長大列車運(yùn)行安全二、重載列車新技術(shù)機(jī)