1樓：
磁懸浮列車工作原理（**）
自2023年世界上第一條標準軌鐵路出現以來，輪軌火車一直是人們出行的交通工具。然而，隨著火車速度的提高，輪子和鋼軌之間產生的猛烈衝擊引起列車的強烈震動，發出很強的噪音，從而使乘客感到不舒服。由於列車行駛速度愈高，阻力就愈大。
所以，當火車行駛速度超過每小時300公里時，就很難再提速了。
如果能夠使火車從鐵軌上浮起來，消除了火車車輪與鐵軌之間的摩擦，就能大幅度地提高火車的速度。但如何使火車從鐵軌上浮起來呢？科學家想到了兩種解決方法：
一種是氣浮法，即使火車向鐵軌地面大量噴氣而利用其反作用力把火車浮起；另一種是磁浮法，即利用兩個同名磁極之間的磁斥力或兩個異名磁極之間磁吸力使火車從鐵軌上浮起來。在陸地上使用氣浮法不但會激揚起大量塵土，而且會產生很大的噪音，會對環境造成很大的汙染，因而不宜採用。這就使磁懸浮火車成為研究和試驗的的主要方法。
當今，世界上的磁懸浮列車主要有兩種「懸浮」形式，一種是推斥式；另一種為吸力式。推斥式是利用兩個磁鐵同極性相對而產生的排斥力，使列車懸浮起來。這種磁懸浮列車車廂的兩側，安裝有磁場強大的超導電磁鐵。
車輛執行時，這種電磁鐵的磁場切割軌道兩側安裝的鋁環，致使其中產生感應電流，同時產生一個同極性反磁場，並使車輛推離軌面在空中懸浮起來。但是，靜止時，由於沒有切割電勢與電流，車輛不能產生懸浮，只能像飛機一樣用輪子支撐車體。當車輛在直線電機的驅動下前進，速度達到80公里／小時以上時，車輛就懸浮起來了。
吸力式是利用兩個磁鐵異性相吸的原理，將電磁鐵置於軌道下方並固定在車體轉向架上，兩者之間產生一個強大的磁場，並相互吸引時，列車就能懸浮起來。這種吸力式磁懸浮列車無論是靜止還是運動狀態，都能保持穩定懸浮狀態。這次，我國自行開發的中低速磁懸浮列車就屬於這個型別。
「若即若離」，是磁懸浮列車的基本工作狀態。磁懸浮列車利用電磁力抵消地球引力，從而使列車懸浮在軌道上。在執行過程中，車體與軌道處於一種「若即若離」的狀態，磁懸浮間隙約1釐米，因而有「零高度飛行器」的美譽。
它與普通輪軌列車相比，具有低噪音、低能耗、無汙染、安全舒適和高速高效的特點，被認為是一種具有廣闊前景的新型交通工具。特別是這種中低速磁懸浮列車，由於具有轉彎半徑小、爬坡能力強等優點，特別適合城市軌道交通。
德國和日本是世界上最早開展磁懸浮列車研究的國家，德國開發的磁懸浮列車transrapid於2023年在埃姆斯蘭試驗線上達到每小時436公里的速度。日本開發的磁懸浮列車maglev (magnetically levitated trains)於2023年12月在山梨縣的試驗線上創造出每小時550公里的世界最高紀錄。德國和日本兩國在經過長期反覆的論證之後，均認為有可能於下個世紀中葉以前使磁懸浮列車在本國投入運營。
磁懸浮列車執行原理
磁懸浮列車是現代高科技發展的產物。其原理是利用電磁力抵消地球引力，通過直線電機進行牽引，使列車懸浮在軌道上執行（懸浮間隙約1釐米）。其研究和製造涉及自動控制、電力電子技術、直線推進技術、機械設計製造、故障監測與診斷等眾多學科，技術十分複雜，是一個國家科技實力和工業水平的重要標誌。
它與普通輪軌列車相比，具有低噪音、無汙染、安全舒適和高速高效的特點，有著「零高度飛行器」的美譽，是一種具有廣闊前景的新型交通工具，特別適合城市軌道交通。磁懸浮列車按懸浮方式不同一般分為推斥型和吸力型兩種，按執行速度又有高速和中低速之分，這次國防科大研製開發的磁懸浮列車屬於中低速常導吸力型磁懸浮列車。
磁懸浮列車的種類
磁懸浮列車分為常導型和超導型兩大類。常導型也稱常導磁吸型，以德國高速常導磁浮列車transrapid為代表，它是利用普通直流電磁鐵電磁吸力的原理將列車懸起，懸浮的氣隙較小，一般為10毫米左右。常導型高速磁懸浮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。
而超導型磁懸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，列車執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。這兩種磁懸浮列車各有優缺點和不同的經濟技術指標，德國青睞前者，集中精力研製常導高速磁懸浮技術;而日本則看好後者，全力投入高速超導磁懸浮技術之中。
德國的常導磁懸浮列車
常導磁懸浮列車工作時，首先調整車輛下部的懸浮和導向電磁鐵的電磁吸力，與地面軌道兩側的繞組發生磁鐵反作用將列車浮起。在車輛下部的導向電磁鐵與軌道磁鐵的反作用下，使車輪與軌道保持一定的側向距離，實現輪軌在水平方向和垂直方向的無接觸支撐和無接觸導向。車輛與行車軌道之間的懸浮間隙為10毫米，是通過一套高精度電子調整系統得以保證的。
此外由於懸浮和導向實際上與列車執行速度無關，所以即使在停車狀態下列車仍然可以進入懸浮狀態。
常導磁懸浮列車的驅動運用同步直線電動機的原理。車輛下部支撐電磁鐵線圈的作用就象是同步直線電動機的勵磁線圈，地面軌道內側的三相移動磁場驅動繞組起到電樞的作用，它就象同步直線電動機的長定子繞組。從電動機的工作原理可以知道，當作為定子的電樞線圈有電時，由於電磁感應而推動電機的轉子轉動。
同樣，當沿線佈置的變電所向軌道內側的驅動繞組提供三相調頻調幅電力時，由於電磁感應作用承載系統連同列車一起就象電機的「轉子」一樣被推動做直線運動。從而在懸浮狀態下，列車可以完全實現非接觸的牽引和制動。
日本的超導磁懸浮列車
超導磁懸浮列車的最主要特徵就是其超導元件在相當低的溫度下所具有的完全導電性和完全抗磁性。超導磁鐵是由超導材料製成的超導線圈構成，它不僅電流阻力為零，而且可以傳導普通導線根本無法比擬的強大電流，這種特性使其能夠製成體積小功率強大的電磁鐵。
超導磁懸浮列車的車輛上裝有車載超導磁體並構成感應動力整合裝置，而列車的驅動繞組和懸浮導向繞組均安裝在地面導軌兩側，車輛上的感應動力整合裝置由動力整合繞組、感應動力整合超導磁鐵和懸浮導向超導磁鐵三部分組成。當向軌道兩側的驅動繞組提供與車輛速度頻率相一致的三相交流電時，就會產生一個移動的電磁場，因而在列車導軌上產生磁波，這時列車上的車載超導磁體就會受到一個與移動磁場相同步的推力，正是這種推力推動列車前進。其原理就象衝浪運動一樣，衝浪者是站在波浪的頂峰並由波浪推動他快速前進的。
與衝浪者所面對的難題相同，超導磁懸浮列車要處理的也是如何才能準確地駕馭在移動電磁波的頂峰運動的問題。為此，在地面導軌上安裝有探測車輛位置的高精度儀器，根據探測儀傳來的資訊調整三相交流電的供流方式，精確地控制電磁波形以使列車能良好地執行。
超導磁懸浮列車也是由沿線分佈的變電所向地面導軌兩側的驅動繞組提供三相交流電，並與列車下面的動力整合繞組產生電感應而驅動，實現非接觸性牽引和制動。但地面導軌兩側的懸浮導向繞組與外部動力電源無關，當列車接近該繞組時，列車超導磁鐵的強電磁感應作用將自動地在地面繞組中感生電流，因此在其感應電流和超導磁鐵之間產生了電磁力，從而將列車懸起，並經精密感測器檢測軌道與列車之間的間隙，使其始終保持100毫米的懸浮間隙。同時，與懸浮繞組呈電氣連線的導向繞組也將產生電磁導向力，保證了列車在任何速度下都能穩定地處於軌道中心行駛。
目前存在的技術問題
儘管磁懸浮列車技術有上述的許多優點，但仍然存在一些不足：
(1)由於磁懸浮系統是以電磁力完成懸浮、導向和驅動功能的，斷電後磁懸浮的安全保障措施，尤其是列車停電後的制動問題仍然是要解決的問題。其高速穩定性和可靠性還需很長時間的執行考驗。
(2)常導磁懸浮技術的懸浮高度較低，因此對線路的平整度、路基下沉量及道岔結構方面的要求較超導技術更高。
(3)超導磁懸浮技術由於渦流效應懸浮能耗較常導技術更大，冷卻系統重，強磁場對人體與環境都有影響。
2樓：★魯魯修
是運用磁鐵「同性相斥,異性相吸」的性質,使磁鐵具有抗拒地心引力的能力,即「磁性懸浮」...磁懸浮列車主要依靠電磁力來實現傳統鐵路中的支承、導向、牽引和制動功能
3樓：懂你
是靠電來產生電磁場,然後靠磁場的同性相互排斥的原理前進的
4樓：匿名使用者
就是利用電磁鐵(通電導體周圍產生磁場)利用磁場的相互作用(nn排斥,sn吸引)排斥使摩擦減小然後加快速度
磁懸浮列車的原理是什麼
5樓：匿名使用者
為了保證這種懸掛的可靠性和列車的平穩執行，並使直線電機具有更高的功率，必須精確地控制電磁鐵中的電流，以便磁場保持穩定的強度和懸掛力，並且在車體和導軌之間保持大約10毫米的間隙。
通常，用於測量間隙的氣隙感測器用於執行系統的反饋控制。這種懸掛方式不需要特殊的著陸支撐裝置和輔助著陸輪，對控制系統的要求可以稍低一些。
因為超導磁體的電阻為零，所以在操作中幾乎不消耗能量，並且磁場強度非常高。超導體和導軌之間產生的強大排斥力可以使車輛漂浮。當車輛向下移動時，超導磁體和懸浮線圈之間的距離減小，電流增加，懸浮力增加，車輛自動返回到初始懸浮位置。
這個間隙與速度大小有關，車體只有在達到100公里/小時時才能浮動，因此，車輛必須配備機械輔助支撐裝置，如輔助支撐輪和相應的彈簧支撐，以確保列車安全可靠地著陸。控制系統應能實現啟動和停止的精確控制。
擴充套件資料：
我國上海的磁懸浮列車全長30千米，於2023年正式開始運營，是世界上第一條磁懸浮列車示範運營線。
日本是擁有世界上最先進的火車體系的國家之一。新幹線，即子彈頭列車，以每小時200千米的速度跑完數千千米的距離。每天有270列子彈頭列車運送34萬乘客往來日本全境。
自從2023年日本鐵路體系執行以來，火車已運送18億旅客，無一**。這種效能良好的系統不但方便快捷，而且不用石油供給能量。
致力於日本國家鐵路的技術專家已經對標準的磁懸浮列車進行了試驗。這種列車實際上可以沿指定的軌道以每小時500千米的速度飄於磁面前行。這種磁力通過電磁鐵而產生。
這種列車通過磁力進行推進、懸浮、制動。一些特製的磁線圈安裝於火車的主體結構中，其他的磁線圈被安裝於支撐列車的u形鐵軌的底部和側面。通電後，列車及鐵軌的磁線圈將產生南北極磁場。
列車及鐵軌的磁線圈生成的磁力會相互吸引或相互排斥。
低維修率也是磁懸浮列車的一個優勢，因為它們不像傳統列車有活動的部分或鋼輪。事實上，這減少了鋼軌的摩擦與損耗，不會形成高昂的維修費用。此外，裝置檢查、鐵軌維修、零件更換也無需太多時間。
目前為止，一般的子彈火車能以 200 km/h 的速度前進。由於火車與路軌之間的磨擦力限制了火車的最高速度，
所以人們便開始研究能懸浮於路軌之上的火車，於是便有磁浮火車的出現了。顧名思義，磁浮火車是利用磁力使火車懸浮於路軌之上。磁浮火車經常被稱為 maglev，即 magnetically levitated train 的簡寫。
但是，利用一般的 磁鐵並不能把火車穩定地浮起。要是你將兩塊磁鐵的北極相對，你會發現無法使一塊磁鐵穩定地浮在另一塊上 。所以，要把火車浮起並不如想象中般簡單。
磁懸浮列車是由無接觸的電磁懸浮、導向和驅動系統組成的新型交通工具，磁懸浮列車分為超導型和常導型兩大類。簡單地說，從內部技術而言，兩者在系統上存在著是利用磁斥力、還是利用磁吸力的區別。
從外部表象而言，兩者存在著速度上的區別：超導型磁懸浮列車最高時速可達500公里以上（高速輪軌列車的最高時速一般為300—350公里），在1000至1500公里的距離內堪與航空競爭；而常導型磁懸浮列車時速為400～500公里，它的中低速則比較適合於城市間的長距離快速運輸。
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