磁悬浮原理
磁悬浮原理是原理:磁悬浮技术的系统,是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成,其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分的。
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磁悬浮原理
磁悬浮原理是原理:磁悬浮技术的系统,是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成,其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。目前的悬浮技术主要包括磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、电悬浮、粒子束悬浮等,其中磁悬浮技术比较成熟的。
磁悬浮技术(英文:electromagnetic levitation, electromagnetic suspension)简称EML技术或EMS技术)是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。
目前的悬浮技术主要包括磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、电悬浮、粒子束悬浮等,其中磁悬浮技术比较成熟。
原理
磁悬浮技术的系统,是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成,其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。
假设在参考位置上,转子受到一个向下的扰动,就会偏离其参考位置,这时传感器检测出转子偏离参考点的位移,作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号,然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流,控制电流在执行磁铁中产生磁力,从而驱动转子返回到原来平衡位置。
因此,不论转子受到向下或向上的扰动,转子始终能处于稳定的平衡状态。
悬磁浮的原理是什么?
磁悬浮列车是一种利用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。
简单地说,排斥力使列车悬起来、吸引力让列车开动。
磁悬浮列车上装有电磁体,铁路底部则安装线圈。
通电后,地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同,两者同性相斥,排斥力使列车悬浮起来。
铁轨两侧也装有线圈,交流电使线圈变为电磁体。
它与列车上的电磁体相互作用,使列车前进。
列车头的电磁体(N极)被轨道上靠前一点的电磁体(S极)所吸引,同时被轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥——结果是一推一拉。
磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙(一般为1—10cm),因此运行安全、平稳舒适、无噪声,可以实现全自动化运行。
磁悬浮列车的使用寿命可达35年,而普通轮轨列车只有20—25年。
磁悬浮列车路轨的寿命是80年,普通路轨只有60年。
此外,磁悬浮列车启动后39秒内即达到最高速度,目前的最高时速是552公里。
据德国科学家预测,到2014年,磁悬浮列车采用新技术后,时速将达1000公里。
而一般轮轨列车的最高时速为300公里。
磁悬浮列车利用同性相斥,异性相吸的原理,让磁铁具有抗拒地心引力的能力,使车体完全脱离轨道,悬浮在距离轨道约1厘米处,腾空行驶,创造了近乎零高度空间飞行的奇迹。
世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车,建成后,从浦东龙阳路站到浦东国际机场,三十多公里只需6~7分钟。
上海磁悬浮列车是常导磁吸型(简称常导型)磁悬浮列车。
是利用异性相吸原理设计,是一种吸力悬浮系统,利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁,和铺设在轨道上的磁铁,在磁场作用下产生的吸力是车辆浮起来。
列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁,在工字轨的上方和上臂部分的下方分别设反作用板和感应钢板,控制电磁铁的电流使电磁铁和轨道间保持1厘米的间隙,让转向架和列车间的吸引力与列车重力相互平衡,利用磁铁吸引力将列车浮起1厘米左右,使列车悬浮在轨道上运行。
这必须精确控制电磁铁的电流。
悬浮列车的驱动和同步直线电动机原理一模一样。
通俗说,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变成电磁体,由于它于列车上的电磁体的相互作用,使列车开动。
列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引,同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。
列车前进时,线圈里流动的电流方向就反过来,即原来的S极变成N极,N极变成S极。
循环交替,列车就向前奔驰。
稳定性由导向系统来控制。
常导型磁吸式导向系统,是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。
列车发生左右偏移时,列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用,产生排斥力,使车辆恢复正常位置。
列车如运行在曲线或坡道上时,控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制,达到控制运行目的。
常导型磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼·肯佩尔于1922年提出。
常导型磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。
只是把电动机的转子布置在列车上,将电动机的定子铺设在轨道上。
通过转子,定子间的相互作用,将电能转化为前进的动能。
我们知道,电动机的定子通电时,通过电磁感应就可以推动转子转动。
当向轨道这个定子输电时,通过电磁感应作用,列车就像电动机的转子一样被推动着做直线运动。
上海磁悬浮列车时速430公里,一个供电区内只能允许一辆列车运行,轨道两侧25米处有隔离网,上下两侧也有防护设备。
转弯处半径达8000米,肉眼观察几乎是一条直线;最小的半径也达1300米。
乘客不会有不适感。
轨道全线两边50米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。
磁悬浮列车的优点:
列车在铁轨上方悬浮运行,铁轨与车辆不接触,运行速度快,能超过500 千米/小时,运行平稳、舒适,易于实现自动控制;无噪音,不排出有害的废气,有利于环境保护;可节省建设经费;运营、维护和耗能费用低。
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