快到“飞”起来:时速600公里磁悬浮列车

图文:中国数字科技馆 | 2016-11-28

导语:
  如果你体验过动车与高铁,那一定感叹过列车的快速。如果,未来你能坐上时速600公里的磁悬浮列车,感受又是如何呢?会不会快到像是“飞”起来?本期专栏,咱们就来聊聊这快到“飞”起来的磁悬浮列车。

极速列车:时速600公里

  时速600公里高速磁悬浮列车效果图

  10月21日,中国中车在北京举行发布会,宣布将启动时速600公里高速磁悬浮、时速400公里跨国联运高速列车、轨道交通系统安全保障技术等三大项目的研发。

  其中,时速600公里的磁悬浮项目要建设一条长度不低于5公里的试验线路,同时研制一列时速600公里的高速磁悬浮列车。此次开发的600公里磁悬浮路线将采用常导磁悬浮技术,同时将创新性地采用新型永磁电磁混合悬浮系统,与国外同类高速磁悬浮相比,悬浮能耗可降低35%,电磁铁温升降低40度,单位有效载荷车辆减重6%以上。

  目前,我国高铁里程已经突破两万公里,居世界第一,运营的高铁占世界高铁总里程的六成以上。那么,身处高铁时代,我们为何还要研发高速磁悬浮项目呢?据相关技术人员介绍,高铁有一定的物理局限,一般认为比较适合时速400公里以下运行。要想进一步提升运营速度,磁悬浮技术也许是更好的选择。另外,磁悬浮列车很轻,能够提供更大的牵引功率,并且没有震动。可以说,现在对磁悬浮技术的研发,是在为“后高铁时代”做技术储备。

磁悬浮列车知多少

  目前较为常见的磁悬浮列车大致分为超导磁悬浮列车与常导磁悬浮列车两类:超导磁悬浮列车利用磁极同性相斥的原理,使车轮和钢轨之间产生排斥力,从而使车辆在轨道上浮起;常导磁悬浮列车利用车辆两侧转向架上的常导电磁铁和铺设在线路导向轨上的磁铁产生的吸引力使车辆浮起。

  日本JR东海铁道公司新型“LO型”磁悬浮列车

  超导磁悬浮列车技术的代表是日本。自20世纪70年代初开始,日本就开始研究超导磁悬浮技术。目前,日本JR东海铁道公司的新型“LO型”磁悬浮列车的最高试验时速达到了603公里。而常导磁悬浮列车技术的代表则是德国,最高试验时速达到505公里。2002年建成的上海磁悬浮线路采用的就是德国技术,运营时速达到430公里。

  上海磁悬浮列车

  那么,磁悬浮列车究竟是如何运行的呢?以上海的磁悬浮线路为例,通过对车载的悬浮电磁铁励磁(励磁:为利用电磁感应原理工作的电气设备提供工作磁场叫励磁。有时向发电机转子提供转子电源的装置也称为励磁。)而产生可控制的电磁场,电磁铁与轨道上长定子直线电机定子铁芯相互吸引,将列车向上吸起,并通过控制悬浮励磁电流来保证稳定的悬浮间隙,以达到让列车平稳行驶的目的。

  高速磁悬浮铁路系统由线路、车辆、供电、运行控制系统构成。

  线路:线路引导列车前进方向,同时承受列车荷载并将之传至地基。线路上部结构为用于联结长定子的精密焊接的钢结构或钢筋混凝土结构的支撑梁,下部结构为钢筋混凝土支墩和基础。

  车辆:车辆是高速磁悬浮客运系统中最重要的部分,包括悬浮架和其上安装的电磁铁、二次悬挂系统和车厢。此外还有车载蓄电池、应急制动系统和悬浮控制系统等电气设备。

  供电:供电系统包括变电站、沿路供电电缆、开关站和其它供电设备。磁悬浮列车供电系统通过给地面长定子线圈供电提供列车运行所需的电能。首先,从110kV的公用电网引入交流高压电,通过降压变电器降至20kV和1.5kV,然后整流成为直流电,再由逆变器变成0-300Hz交流电,升压后通过线路电缆和开关站供给线路上的长定子线圈,在定子和车载电磁铁之间形成牵引力。

  运行控制系统:运行控制系统是整个磁悬浮交通系统正常运转的根本保障。它包括所有用于安全保护、控制、执行和计划的设备,还包括用于设备之间相互通讯的设备。运行控制系统由运行控制中心、通讯系统、分散控制系统和车载控制系统组成。

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来中科馆体验磁悬浮吧!

  在中国科学技术馆四层展厅,就有一个与磁悬浮技术相关的展品——超导磁悬浮列车。

  展品由一个环形高架车轨、一台显示器以及一个中央控制台组成。在特定的演示时间内,您将看到一辆小车利用磁悬浮技术在轨道上行驶,并能通过显示器来了解相关的知识。


  *本文部分资料与图片参考上海磁浮官方网站,如有版权问题,请与我们联系。

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