磁悬浮技术

1. 磁悬浮技术

磁悬浮技术并不复杂，是运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。
科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上，
使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车，时速可达几百公里以上。
这就是所谓的“磁悬浮列车”，亦称之为“磁垫车”。

2. 磁悬浮技术是什么？已经被广泛应用了吗？

磁悬浮技术是指磁铁克服重力，使物体悬浮的一项技术。由于成本较高、风险较大等原因，磁悬浮技术现在仍未被广泛应用。
磁悬浮技术的运用
利用磁铁同性相吸，异性相斥的原理，磁悬浮技术最早运动在列车上，通过磁铁将车身和轨道脱离，使其悬浮在轨道上方，如此一来列车运动时将不再受到来自地面的摩擦力，进而大大提升列车的速度。早在20世纪初，欧美就曾提出过磁悬浮列车的构想，迄今这一应用已经十分成熟，上海的磁悬浮列车在2003年就已开放运营。

除此之外，磁悬浮技术在工业上的应有最为广泛，磁悬浮主轴技术、磁悬浮飞轮、磁悬浮减震器等等都由这一技术衍生而来。但是磁悬浮技术的应用场景颇为有限，并不广泛，这与它存在的缺陷直接相关。
磁悬浮技术的缺陷
磁悬浮技术的提出至今已有百年的历史，但是应用场景却十分有限，这是由于运用这一技术仍然存在较多缺陷。

首先是应用成本较高，以磁悬浮列车为例，磁悬浮技术的应用在能耗方面更大；冷却系统等各方面造价也更高，过高的成本与其带来的效率提升似乎并不匹配。
其次，磁悬浮技术存在较大的安全隐患和健康风险。同样以磁悬浮列车为例，它虽然获得了更高的速度，但是危险性也更高，由于列车没有轮子，一旦出现停电的情况，靠滑动摩擦或机械臂锁死列车强行制动，极易造成事故发生；况且磁悬浮列车都建在高架上，发生事故后救援难度巨大。
 再者，磁悬浮技术的应用依托强大的磁场，人处于这样的环境下会对身体带来很大的健康隐患，有造成脱发甚至白血病的风险。综合各种考量，磁悬浮技术至今依然没有广泛使用。

3. 什么叫磁悬浮系统

磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成,见图3。尽管可以使用与磁力无关的推进系统,但在目前的绝大部分设计中,这 三部分的功能均由磁力来完成。下面分别对这三部分所采用的技术进行介绍 
 
   悬浮系统：目前悬浮系统的设计,可以分为两个方向,分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统(EMS)和电力悬浮系统(EDS)。图4给出了两种系统的结构差别。 
 
   电磁悬浮系统(EMS)是一种吸力悬浮系统,是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。常导磁悬浮列车工作时,首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力,与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下,使车轮与轨道保持一定的侧向距离,实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米,是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关,所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。 
 
    电力悬浮系统(EDS)将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电流。由于机车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大,从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一样的装置对机车在“起飞”和“着陆”时进行有效支撑,这是因为EDS在机车速度低于大约25英里/小时无法保证悬浮。EDS系统在低温超导技术下得到了更大的发展。 
 
   超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性。超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成,它不仅电流阻力为零,而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流,这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁。 
 
   超导磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集成设备,而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧,车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成。当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时,就会产生一个移动的电磁场,因而在列车导轨上产生磁波,这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力,正是这种推力推动列车前进。其原理就像冲浪运动一样,冲浪者是站在波浪的顶峰并由波浪推动他快速前进的。与冲浪者所面对的难题相同,超导磁悬浮列车要处理的也是如何才能准确地驾驭在移动电磁波的顶峰运动的问题。为此,在地面导轨上安装有探测车辆位置的高精度仪器,根据探测仪传来的信息调整三相交流电的供流方式,精确地控制电磁波形以使列车能良好地运行。 
 
   推进系统：磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就像是同步直线电动机的励磁线圈,地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,它就像同步直线电动机的长定子绕组。从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动。同样,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就像电机的"转子"一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动。 
 
   通俗的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用,就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体(N极)被安装在靠前一点的轨道上的电磁体(S极)所吸引,并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥。当列车前进时,在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈,现在变为N极线圈了,反之亦然。这样,列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速,通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。 
 
   推进系统可以分为两种。“长固定片”推进系统使用缠绕在导轨上的线性电动机作为高速磁悬浮列车的动力部分。由于高的导轨的花费而成本昂贵。而“短固定片”推进系统使用缠绕在被动的轨道上的线性感应电动机(LIM)。虽然短固定片系统减少了导轨的花费,但由于LIM过于沉重而减少了列成的有效负载能力,导致了比长固定片系统的高的运营成本和低的潜在收入。而采用非磁力性质的能量系统,也会导致机车重量的增加,降低运营效率。 
 
   导向系统：导向系统是一种测向力来保证悬浮的机车能够沿着导轨的方向运动。必要的推力与悬浮力相类似,也可以分为引力和斥力。在机车底板上的同一块电磁铁可以同时为导向系统和悬浮系统提供动力,也可以采用独立的导向系统电磁铁。

4. 磁悬浮有什么特点

一般的列车，由于车轮和铁轨之间存在摩擦，限制了速度的提高，所能达到的最高运行速度一般不超过300 km/h。磁悬浮列车是用磁力将列车悬浮起来，使列车与轨道脱离接触，以减少摩擦，提高车速。只要几千千瓦功率就能使悬浮列车的速度达到550 km/h。
磁悬浮列车除具有上述的优点外，也存在缺点与不足：①与高速铁路相比，磁悬浮铁路的造价比较昂贵，而且无法利用已有的线路，必须全部重新投资建设；②由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动问题有待解决；③由于常导磁悬浮的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路下沉量及道岔结构方面的要求比超导技术更高。

5. 磁悬浮技术的准确定义

电磁悬浮技术（electromagnetic levitation )简称EML技术。它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属球的悬浮。  磁悬浮列车工作示意图
将一个金属样品放置在通有高频电流的线圈上时，高频电磁场会在金属材料表面产生一高频涡流，这一高频涡流与外磁场相互作用，使金属样品受到一个洛沦兹力的作用。在合适的空间配制下，可使洛沦兹力的方向与重力方向相反，通过改变高频源的功率使电磁力与重力相等，即可实现电磁悬浮。一般通过线圈的交变电流频率为104—105Hz。   同时，金属上的涡流所产生的焦耳热可以使金属熔化，从而达到无容器熔炼金属的目的。目前，在空间材料的研究领域, EML技术在微重力、无容器环境下晶体生长、固化、成核及深过冷问题的研究中发挥了重要的作用。   目前世界上有三种类型的磁悬浮。一是以德国为代表的常导电式磁悬浮，二是以日本为代表的超导电动磁悬浮，这两种磁悬浮都需要用电力来产生磁悬浮动力。而第三种，就是我国的永磁悬浮，它利用特殊的永磁材料，不需要任何其他动力支持。

6. 磁悬浮技术是什么原理，你有什么看法？

引言：随着中国科技的发展，现在的交通越来越便利，我们知道现在不仅有小汽车，还有磁悬浮列车。你们知道磁悬浮技术是什么原理吗？会有什么看法呢？接下来随着小编一起去了解一下吧。

一、磁悬浮技术的原理
虽然我们国家磁悬浮技术有了很大的进步，但是对于其他国家来说，我们的磁悬浮技术起步晚很多，所以发展可能会比较慢。它其实是利用磁体之间的一些性质来组合的，主要利用磁体用性相斥的机理来制作的，而且它也可以控制一个电流让人造磁体有着很多的变化，从而会产生一些推力，这样加速一些悬浮体就可以当作很好的交通工具的动力。所以磁悬浮它的优点是很多的，它可以减少一些摩擦，而且还能减少一些能量，也是比较环保的，而且在未来的交通上可能会是一种首选，因为它的发展方向是比较多的，前景比较广阔。
二、科技的发展越来越便利
科技的发展让现在的交通变得越来越便利，所以磁悬浮它采用的是同性相斥，异性相吸的一些原理，这样就能让物体有一个漂浮的状况，虽然这方面需要克服的因素有很多，首先要让一些物体轻易的漂浮上来，是需要一些技术的。首先我们知道这个技术的应用对我们国家来说是一大进步，而且它是没有很多的资源，但是难度是比较大，所以需要这个运行是需要投资很多的。我们国家的高铁也是非常好的，就会运用这种原理，所以现在动车是非常多以及地铁都是用相同的原理让人们的生活变得更加便利。所以生活中我们要感恩科技，让科技给我们带来更多的便利。因为有了科技的进步，生活才更加幸福。

7. 磁悬浮有什么特点

优点： 列车在铁轨上方悬浮运行，铁轨与车辆不接触，不但运行速度快，能超过500 千米/小时，而且运行平稳、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。

缺点：磁悬浮列车突然情况下的制动能力不可靠，不如轮轨列车。 在陆地上的交通工具没有轮子是很危险的。要克服很大的惯性，只有通过轮子与轨道的制动力来克服。磁悬浮列车没有轮子，如果突然停电，靠滑动摩擦是很危险的。此外，磁悬浮列车又是高架的，发生事故时在5米高处救援很困难，没有轮子，拖出事故现场困难；若区间停电，其他车辆、吊机也很难靠近。

8. 磁悬浮技术的优缺点

 磁悬浮列车有许多优点：列车在铁轨上方悬浮运行，铁轨与车辆不接触，不但运行速度非常快，可以超过500 千米/小时，；无噪音，不排出有害的废气，有利于环境保护。由于无需车轮，不存在轮轨摩擦而产生的轮对磨损，减少了维护工作量和经营成本。它是21 世纪理想的超级特别快车，世界各国都十分重视发展磁悬浮列车。至2012年，中国和日本、德国、英、美等国都在积极研究这种车。日本的超导磁悬浮列车已经过在轨试验，即将进入实用阶段，运行时速可达300千米以上。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。目前的最高时速是日本磁浮火车在2003年达到的581公里/小时。据德国科学家预测，到20年，磁悬浮列车采用新技术后，时速将达1000公里。而当前中国的轮轨列车运营速度最高时速为496公里 （法国 TGV 电气火车最高时速在2007年的测试中达到过574.8公里/小时）。 据称，在陆地上的交通工具没有轮子是很危险的。要克服很大的惯性，只有通过轮子与轨道的制动力来克服。磁悬浮列车没有轮子，如果突然停电，靠滑动摩擦是很危险的。而对于磁悬浮，当遭遇突然停电，采取的是机械臂锁死轨道强制停车，这正是磁悬浮相对于轮轨滑动摩擦制动方式而言会更加危险，会导致车毁人亡的悲剧，国外无一例建造正是此特点。此外，磁悬浮列车又是高架的，发生事故时在5米高处救援很困难，没有轮子，拖出事故现场困难；若区间停电，其他车辆、吊机也很难靠近。但是相比较于其他轮轨铁路，不论高铁、地铁，还是轻轨，也同样是高架的。2006年，德国磁悬浮控制列车在试运行途中与一辆维修车相撞，报道称车上共29人，当场死亡23人，实际死亡25人，4人重伤。这说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力不可靠，不如轮轨列车。说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力远远比不上轮轨列车，且安全性没有轮轨火车高（轮轨安全性高数十倍）。