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第一讲 中低速磁浮交通概述 主讲：杨新斌 课程重点突出中低速磁浮的工程化应用和实际问题 教学采用师生互动的形式 第一、二节课讲课，第三节课提出问题并解答 第五、六讲对中低速磁浮的关键技术和进一步探索的技术进行重点讨论 拿出一两个关键的机构进行实际设计和改进，加强实际的工作能力。 安装CATIA V5R19，初步了解和使用。 讲课模式 磁浮技术起源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。1970年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。 磁浮技术的由来 利用磁力使物体处于无接触悬浮状态的设想是人类一个古老的梦，但实现起来并不容易。 磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的典型的机电一体化技术。 随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论及新型电磁材料的发展，磁悬浮技术得到了长足的发展。 定义：磁浮列车是一种采用磁力达到无接触的悬浮、导向和驱动的地面车辆系统。 特点：磁浮列车作为一种新型的地面交通工具已从实验阶段走向了商业运营，并且有速度快、爬坡能力强、能耗低、运行时噪音小、安全舒适、不燃油、污染少等优点。 它从根本上克服了传统列车轮轨粘着限制、机械噪音和磨损等问题，成为了人们梦寐以求的理想陆上交通工具。 磁浮列车的定义及特点 磁浮列车从悬浮机理上可分为: 电磁悬浮（EMS，electromagnetic suspension） 以德国的Transrapid简称TR08型和日本的 HSST100L型磁浮列车为代表 电动悬浮（EDS，electrodynamic suspension）两种。 以日本的MLX型超导磁浮列车为代表。 磁浮列车分类 一般采用“T”型导轨，车辆环抱导轨运行。对车载的、置于导轨下方的悬浮电磁铁通电励磁而产生磁场，磁铁与轨道上的铁磁构件相互吸引，将列车向上吸起悬浮于轨道上，磁铁和铁磁轨道之间的悬浮间隙一般约为8～12mm。列车通过控制悬浮磁铁的励磁电流来保证稳定的悬浮间隙，通过直线电机来牵引列车运行。这种悬浮方式由于采用磁铁异性相吸的原理，磁场在直线电机的初级、次级线圈之间基本可以形成闭合回路，磁场向外扩散较少，电磁污染程度较低，磁场对人的影响可以忽略不计。 电磁悬浮（Attractive Levitation） 当列车运动时，车载磁体（一般为低温超导线圈或永久磁铁）的运动磁场在安装于线路上的悬浮线圈中产生感应电流，两者相互作用，产生一个向上的磁力将列车悬浮于轨道面一定高度，悬浮间隙一般为100～150mm，列车运行也是由直线电机提供牵引力。与电磁悬浮相比，电动悬浮系统在静止时不能悬浮，必须在列车达到一定速度（约150km/h）后才能起浮。电动式悬浮系统在应用速度下，悬浮间隙较大，不需要进行主动控制。电动悬浮由于采用磁铁同性相斥的原理，初、次级线圈所产生的磁场在直线电机内部不能闭合，故其电磁污染比电磁悬浮型要大许多。 电动悬浮（Repulsive Levitation） 磁浮交通的产生源于人们对轮轨粘着式铁路局限性的认识。传统的轮轨粘着式铁路，是利用车轮与钢轨之间的粘着力使列车前行。它的粘着系数随列车速度的增加而减小，走行阻力而随列车速度的增加而增加，当车速增至粘着系数曲线和走行阻力曲线的交点时，就达到了极限。为了解决这一难题，在本世纪60年代初，一些国家开始着手研究非粘着式超高速铁路。磁浮交通就是非粘着式轨道交通的一种。 磁浮交通与轮轨交通 德国、日本、美国、韩国、中国等国家都在积极地研究磁浮列车技术，并且已经取得了较大的进展。以EMS型磁浮列车为代表的德国和以EDS型磁浮列车为代表的日本，其磁浮铁路系统目前达到或接近应用水平：分别为德国的TR常导吸力型磁浮列车，日本的MLX超导斥力型磁浮列车和HSST常导吸力型磁浮列车。我国各个单位正在研制的磁浮列车属于常导电磁吸力悬浮型。 中低速磁浮列车用电磁力将列车悬浮和进行导向，采用直线电机牵引运行。 中低速磁浮列车悬浮、导向和驱动原理 高速磁浮交通 中低速磁浮交通 运行速度 时速400-500公里 时速100-160公里 适用范围 远距离城市间交通 城市内、近距离城市间 及旅游景区的交通连接 国内外研发情况 目前德国掌握技术， 日本正在进行研发。 目前日本、韩国和中国掌握技术，美国正在进行研发。 磁浮交通的类型 按照列车运行速度可分为高速磁浮交通和中低速磁浮交通两种类型。 1、噪声低、环保性能好 •车体和轨道不接触，运行噪声低，距离10米处小于64dB（轻轨92dB）； •无磨耗，无粉尘污染； •无