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中低速磁悬浮

科普小知识 2023-11-23 09:08:45
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中低速磁悬浮列车为新型的城市轨道交通工具,依靠电磁力使列车悬浮,克服了传统轮轨列车的粘着限制。采用磁力使车辆悬浮于轨道上,直线电机推动车辆向前行驶。具有爬坡能力强、转弯半径小、噪声小、安全、建设成本低等优点。尤其适用于地形地貌复杂、建筑物拥挤的大中城市、风景名胜区等。是一种高科技含量高的绿色交通工具。

中文名:中低速磁悬浮

特点:环保、安全性高

适用范围:城市市区、近距离城市间

1、研究现状


上海试验线

上个世纪60年代末,国外开始对磁浮列车技术进行研究,磁浮列车有三种典型系统:德国的TR常导高速磁浮列车系统、日本的MLX超导高速磁浮列车、HSST中低速磁浮列车系统。前两者最高时速可达500Km/h以上,适合于城际旅客运输,后者运行时速一般在120Km/h以内。

中国从上世纪80年代初开始研究常导电磁悬浮技术。西南交通大学曾建有425米青城山磁浮列车工程试验线,国防科技大学建有200米实验线,北京控股磁悬浮技术发展有限公司,联合唐山机车辆厂,国防科技大学和株洲南股份有限公司,已完成了第四代工程样车试制并在唐车公司建有1.6Km中低速磁浮试验线。当前,北京市*已经宣布筹建门头沟线(S1线)工程,其他城市如深圳,上海等城市都在积极开展前期研究,其中深圳轨道8号线已经完成可行性论证,国内市场需求已初具规模。

2、原理

技术原理


驱动原理

中低速磁悬浮列车采用常导短定子磁浮技术;利用车载电磁铁与轨道上钢轨之间的吸引实现悬浮与导向;通过直线感应电机实现列车驱动,直线电机的定子安装在悬浮架侧;由间隙传感器监控悬浮间隙,并通过主动控制保持恒定悬浮。

驱动原理

电机为短定子直线感应电机,电机的初级线圈(定子)安装在车辆上,转子(或称次级线圈)沿列车前进方向展开设置在轨道上,其原理相当于旋转电机沿一条母线展开。

制动原理

中低速磁悬浮列车采用机械与电磁联保制动,电磁制动将车辆的驱动系统变为发电系统,使牵引力变为制动力;机械制动采用了气一液制动方式,通过调节比例阀的电流就可以改变制动器的制动力。每台制动器的制动臂产生0-9000N的夹持力,可产生大于1.3m/s2的减速度效果。

3、技术特点

噪音低,有利于环境保护,乘坐平稳舒适。采用电磁引力使车辆悬浮在轨道上面,不存在车轮和轨道接触产生的噪音或振动。

转弯半径小,爬坡能力大,线路适应性强。列车的行驶和制动不再依赖轮轨间的粘着力,而是直线电机产生的电磁牵引力,因而车辆具有很好的加减速性能及爬坡能力。

列车抱轨运行,行驶安全性好。“抱轨”运行,车轨一体不会发生脱轨和翻车事故;即使停电,有车载电源维持悬浮,直到安全停车。

4、技术争议

电磁辐射

沿线居民反对中低速磁悬浮的建设,但磁悬浮的安全距离和电磁辐射对人体的具体影响目前并无定论。

技术问题

由于磁悬浮列车扔处于大体实验阶段,未大规模投入运营,其技术和稳定性需进一步考量。如由于直线电机只有一个轴,不能同时开两列车,两车之间的发车间隔需要很长时间。

成本

由于技术尚不成熟,维护及运营成本与轻轨相比较高,以上海磁悬浮试验线为例,仅换线圈一次就花费9000尤欧元。

5、示范线

湖南长沙线


2015年12月18日,工程技术人员驾驶磁浮列车上线试车

2015年12月中旬,中国首条拥有完全自主知识产权的中低速磁浮铁路——湖南长沙中低速磁浮快线上线试车,速度可达每小时100公里。这条磁浮快线连接长沙火车南站和长沙黄花机场,全长18.5公里,2014年5月开工建设,目前已进入试运行“冲刺”阶段,明年春节前后试运营。

届时,乘客从长沙高铁南站搭乘磁浮列车,只需约10分钟即可到达黄花机场。长沙磁悬快浮是中国首条自主研发的磁悬浮线,将使用中车株洲电力机车公司自主研发生产的中低速磁浮列车“追风者”。

该款列车于2012年1月诞生,多项成果达到国际领先水平,中国也由此成为世界少数几个掌握中低速磁悬浮列车技术的国家之一

门头沟线

中低速磁悬浮交通示范线――门头沟线(S1线)将于2010年10月份动工。据悉,S1线作为地铁6号线的西延,连接通州和门头沟,全线长近20公里,行车最高时速100公里左右,每公里投资超过6亿元人民币。

据介绍,工程分东、西两段建设,先行修建西段工程线路长10公里,全部为高架线,设站8座。东段工程线路长9.7公里,地下线近3公里,高架线6.5公里,设高架站2座,地下站2座。预计西段工程2013年12月底试运营,全线试运营时间则为2017年2月。

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