运输大王火车：电磁产物的磁悬浮列车

2．电磁产物——磁悬浮列车

随着时代的发展，人们对火车速度的要求也越来越高，于是，磁悬浮列车便应运而生了，而且它既没有“腿”，也没有“胳膊”。

磁悬浮列车内部

磁悬浮列车，简言之是一种没有车轮的陆上无接触式有轨交通工具，时速高达500千米。其工作原理是利用常导或超导电磁铁与感应磁场之间产生相吸或相斥的力，使列车“悬浮”在轨道之上或之下，运行时摩擦为零。这样一来，传统列车车轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题也就克服了，同时具有很多优点，例如启动快，停车快，具有很强的爬坡能力等。

磁悬浮列车

德国的赫尔曼·肯珀，于1922年提出了电磁悬浮原理，于1934年申请了磁浮列车这一专利。自此之后，人类高速乘行的梦想进程便开始了。由于人们对速度的要求越来越高，便把目光转向了摩擦阻力大大减小的磁悬浮。从技术的角度上来说，磁悬浮并不及量子计算机之类的发明高深莫测。在我们日常生活中，仅一小块磁铁，随便几个钉子，我们就能够轻易体会到磁力产生的相吸与相斥的力。很显然，这种悬浮要达到稳定状态，是相当困难的。而且科学家的创想，并不能凭一块简单的磁铁和几个小铁钉，就能够说明实质性的问题。

磁悬浮列车

磁悬浮列车的发展史已有几十年了，直到今天，磁悬浮技术形成了两大研究方向，分别是德国的EMS系统和日本的EDS系统。其中EMS（常导磁吸型）系统，是利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸引的基本原理，将列车吸附起来，悬浮运行。日本青睐的EDS（排斥式悬浮）系统，则是利用超导的磁悬浮原理，从而使车轮和钢轨之间产生相斥的力，列车受到排斥，悬空而行。目前为止，这两种车型的时速大约都达到了500千米。由此看来，两种方案各有可取之处，至于孰高孰下，目前也很难说清楚。

磁悬浮列车

1992年，德国工程师赫尔曼·肯佩尔，最早提出了“常导型”磁悬浮列车这一构想。上海磁悬浮列车，是世界首条磁悬浮列车示范运营线。在其建成之后，从浦东龙阳路站抵达浦东国际机场，路程总长为30多千米，最多只用7分钟。此列车为“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车，是利用“异性相吸”的原理设计而成的，属于吸力悬浮系统，利用在列车两侧安装的转向架上的悬浮电磁铁以及轨道上铺设的磁铁，然后在磁场的作用下产生吸力，从而使车辆浮起来。

将电磁铁安装在列车底部及两侧转向架的顶部，在“工”字形轨道的上方和上臂部分的下方，分别安装反作用板和感应钢板，用来控制电磁铁的电流，从而使电磁铁和轨道间距离保持在1厘米，然后让列车间的吸引力与列车重力互为相等，列车在磁铁的吸引力下，就会浮起大约1厘米，列车便悬浮在轨道上运行了。进行这一系列工作，控制电磁铁的电流，必须准确无误。

事实上，悬浮列车的驱动，和同步直线电动机原理是相同的。简单地说，流动的交流电位于轨道两侧的线圈里，线圈会因此变为电磁体，然后利用列车上的电磁体的相互作用，推动列车行驶。

磁悬浮列车(www.xing528.com)

由于被安装在列车头部的N极电磁体，受到位置靠前的轨道上的S极电磁体的吸引，与此同时，又受到位于轨道后方的N极电磁体的排斥。列车前进时，在线圈里流动的电流方向也就反过来了，也就是说S极变成N极，N极变成S极。二者循环交替，列车就能够运行了。

磁悬浮列车

磁悬浮列车的稳定性，通常是由导向系统来控制的。而“常导型磁吸式”导向系统，是安装在列车侧面一组专门用于导向的电磁铁。一旦列车出现左右偏移的情况，安装在列车上的导向电磁铁，就会与导向轨的侧面产生排斥力，车辆因此恢复正常运行。如果列车运行在曲线或坡道上，控制系统便会通过控制导向磁铁中的电流，从而达到控制列车的运行。

磁悬浮列车

虽然上海磁悬浮列车时速高达430千米，然而在一个供电区内，却只能运行一辆列车。而在轨道两旁25米之处均有隔离网，上下两侧同样设有防护设备。轨道全线两边50米的范围之内，设有国际上最先进的隔离装置。在列车转弯处半径为8千米，看上去几乎是一条直线；半径最小的为1300米。在乘坐这样的列车时，人们根本不会产生不舒适的感觉。

磁悬浮列车

磁悬浮列车，是21 世纪理想的超级特快列车，已引起世界各国的重视与关注。现如今，中国和日本、德国、英国、美国都在进行积极的研究工作。其中日本的超导磁悬浮列车，已经试验成功，时速超过500千米。

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西南交大研制磁悬浮列车的历程

2000年，西南交通大学研制的“世纪号”，是世界上第一辆载人高温超导磁悬浮列车。这一磁悬浮列车，与后来研制的载人常温常导磁悬浮列车“未来号”等，均受到江泽民、胡锦涛等党和国家领导人的肯定和赞扬。

据悉，中国第一辆可载人常导低速磁浮列车，是西南交大于1994年研制成功的，然而其试验是在处于理想化的实验室条件下进行的。

西南交大在四川成都修筑的青山磁悬浮列车线，于2003年竣工，此磁悬浮试验轨道420米长，时速高达几百千米，以观光游客为主要乘客群体，票价比出租车费还要低。