磁悬浮列车的原理是什么？如何实现悬浮？

近日，广东省国土资源厅发布了《广东省国土空间规划2020-2035年》公众版，对未来十五年的国土空间安排进行了解读和展示。规划提出全省域空间内将预留京港澳高速磁悬浮和沪（深）广高速磁悬浮通道。值得一提的是，广东首次提出预留建设沪（深）广高速磁悬浮通道。深圳到上海约1500公里，如时速以每小时600公里算，大约2.5小时就可以互通深沪两市。深圳至北京约2200公里，如果乘坐京港澳高速磁悬浮，大约3.6小时可到达北京，比高铁要节省超一半时间。
作为两条磁悬浮列车的核心城市：广、深磁悬浮预计将会提前开建。
今天咱们就讲讲磁悬浮列车的悬浮原理是什么？它是如何实现悬浮的？
上海磁浮示范运营线，是世界上第一条投入商业化运营的磁悬浮列车示范线，西起上海轨道交通2号线龙阳路站，东到上海浦东国际机场站。线路正线全长约30公里，双线上下折返运行，设计最高运行速度为每小时430公里，单线运行时间约8分钟。



磁浮列车是谁发明的？

1922年，德国人赫尔曼·肯佩尔（Hermann Kemper） 提出了电磁浮原理，并在1934年获得世界上第一项有关磁浮技术的专利。


肯佩尔先生利用磁铁“同性相斥、异性相吸”的性质，把旋转的同步电机摊开铺平，把电机中的转子装在车厢底下，把电机中的定子和线圈铺在整条轨道上，通上电后，机车和车轨组成了一个完整的直线电机，列车不依靠车轮悬浮在轨道上，轻松跑动。



磁浮列车有不同类型吗？

磁浮列车按采用导体划分，可分为常导磁浮列车和超导磁浮列车；按运行速度划分，可分为高速磁浮列车和低速磁浮列车；按悬浮机理划分，可分为电磁悬浮列车和电动悬浮列车。

磁浮上海示范运营线列车属于高速常导电磁悬浮列车。

磁浮技术与普通轮轨技术的主要区别在哪里？

首先，磁浮列车的牵引和导向原理实现了“无接触”运行，消除了传统轮轨之间的机械摩擦、振动及噪声。其次，磁浮列车运行采用了主动控制方式，通过实时反馈列车运行过程中的各种信息来及时调整列车运行状态，以保障列车运行的安全性和舒适性，而轮轨列车运行是采用被动控制方式。

简单的理解就是传统轮轨是下面这样的↓↓


而磁悬浮就是下面这样的↓↓


什么是常导高速电磁悬浮列车？

磁浮上海示范运营线列车属常导高速电磁悬浮列车，它是一种依据电磁相吸式原理，利用长定子直线同步电机产生的电磁悬浮力、导向力和驱动力实现列车的支承、导向、牵引和制动的新型无接触高速轨道交通系统。

上海磁浮列车的运行原理是怎样的?

1）如何悬浮？
上海磁浮列车上的悬浮电磁铁、导向电磁铁和轨道上的定子线圈通电后，将列车向上吸起而“悬浮”于轨道上，并随时控制以保持稳定的悬浮间隙和导向间隙，实现列车沿轨道的无接触运行。



整辆列车浮了起来，悬于铁轨之上10毫米，这样设计不仅减少了磨损，同样也能让列车极快速，无摩擦地行驶。



2）如何驱动？
磁浮列车能够飞驶归功于它的同步长定子线性发动机。轨道梁长定子线圈为镶有三相行波线圈的电动机定子片，而列车弯曲部内侧的牵引电磁铁相当于电动机的转子。当输入三相电流，就会在定子片和牵引电磁铁之间产生移动磁场，推动列车前进。列车可以根据三相电流的频率实现无级变速。刹车时，只需改变移动工频磁场的施力方向，使电动机变成发电机，列车即可不经任何摩擦得到制动。



3）磁浮列车是怎样供电的？
磁浮列车行驶的电能是通过地面给轨道梁长定子线圈供电而获得的。在地面变电站，先将110kV高压电通过降压变压器降至20kV，经过整流变压器整流变为直流电，再由逆变器变成0~300Hz交流电，然后通过电缆和开关站供给轨道梁长定子线圈。安装在轨道梁的长定子线性发动机是分段的，只有列车所在的那一段被供电，一旦列车越过所在段的界限，就会自动停止供电，同时下段被自动供电，每段的距离一般为1200米，对呼啸而过的列车只有数十秒钟的时间。



下面咱们通过一个视频简单的了解一下：
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