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生态交通工具——电磁悬浮

  • 产品概述

  21世纪生态纯净的交通运输工具,它利用电磁感应的作用,沿导轨漂浮于空气中,与其轨道没有直接的接触,没有旋转部件,靠磁力推进,时速可达300公里以上。因此磁浮列车具有高速、安全、舒适和低噪声等优点,而受到各国的重视。目前上海已运用了这一技术。高速磁浮交通系统由于有着较高的经济工作速度,不仅适合于相距数百公里至一千多公里的交通枢纽之间的大运量快速客运交通,而且还适合于相距数十公里至数百公里的中心城市与附近重要城市之间的现代大容量高速客运交通系统,将是较大城市选择建设大容量客运体系时考虑的重要方案之一。电磁悬浮技术电磁悬浮是对车载的悬浮电磁铁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,并经过控制悬浮励磁电流来保证稳定的悬浮间隙。电磁铁与轨道之间的悬浮间隙一般控制在8~12mm。高速磁浮铁路系统由线路、车辆、供电、运行控制管理系统等四个主要部分构成。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。除此以外还有车载蓄电池、应急制动系统和悬浮控制管理系统等电气设备。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。磁浮列车系统的整流、变流及电机定子等设备均在地面,对设备的体积和重量以及抗振性能没有严格要求。运行控制管理系统:运行控制管理系统是整个磁浮交通系统正常运作的根本保障。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。运行控制管理系统由运行控制中心、通讯系统、分散控制管理系统和车载控制管理系统组成。当前磁浮技术还不够完善,所面临的问题主要有:磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的,存在断电后磁悬浮的安全保障问题,尤其是列车停电后的制动问题;磁浮列车高速稳定性和可靠性必须经历很久的运行考验;由于常导磁悬浮技术的悬浮高度较低,因此对线路和平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求更为突出,而超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗更高,采用冷却系统重,一旦失效会出现“失超”,导致非常严重后果;磁浮列车爬坡能力强与转弯半径小的特点在高速状态下与乘坐舒适性会产生冲突,同样它不会发出轮轨接触的摩擦噪音,但在速度≧ 200km/h时,会产生与空气摩擦的噪音,且随速度的增加,噪音分贝明显提高,通过城区时易产生环境污染。磁浮交通发展历史近年来,德国、美国、苏联、日本等相互研制成功各种各样的形式的磁浮列车,其中一些已接近实际应用阶段。目前,国外磁浮列车的研制和发展正步入高潮。1922年,德国人赫尔曼-肯佩尔提出了电磁浮原理,并在1934年获得世界上第一项有关磁浮技术的专利。德国真正开展磁浮交通的研究却是始于1968年。从1968年开始,德国因环境和能源问题迫切要求开发新的高速交通体系。1971年,德国第一辆磁浮原理车在一段660米长的试验线路上做试验运行,原理车采用车辆侧的短定子直线年,汉堡国际交通博览会,展出了一段900米长的TR 磁浮铁路示范线。人们真正意义上地接触、关注磁浮列车也是在这样一个时间段开始的。 汉堡市民对以75km/h 速度运行的磁浮车产生了极大的兴趣。这次磁浮车的成功展出,促进了磁浮高速铁路的发展进程;更是促成了德国建造大型试验设施的决定。磁浮交通不仅在德国取得了令世人瞩目的进展,从二十世纪70年代起日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家都相继进行了磁浮运输系统的开发。在英国就曾有一条连接伯明翰机场和英特纳雄纳尔火车站的磁浮线秒就能抵达目的地。虽然这条磁浮线已不再继续运营,但是她带来的磁浮冲击波无疑是震撼的。在日本,早在1962年就开始研究常导磁浮技术。随着超导技术的迅速发展,从70年代初,日本开始转而研究超导磁浮技术。2000年,上海市与德国磁浮国际公司合作进行中国高速磁浮列车示范运营线月,中国决定建设上海浦东龙阳路地铁站至浦东国际机场高速磁浮交通示范运营线月正式开工建设。上海磁浮示范运营线上海磁浮示范运营线,是世界上第一条投入商业化运营的磁悬浮列车示范线,属上海市交通发展的重点项目,具有交通、展示、旅游观光等多种功能。磁浮示范运营线号线龙阳路站,东到上海浦东国际机场,主要解决连接浦东机场和市区的大运量高速交通需求。线公里,双线上下折返运行,设计最高工作速度为每小时430公里,单线日,上海磁悬浮结束两年试运, 正式投入营运。在1999年,国家在进行京沪高速铁路预可行性论证的过程中,部分专家提出:鉴于高速磁浮交通系统具有无接触运行、速度高、启动快、能耗低、环境影响小等诸多优点,同时考虑安全运行历程超过60万km,而且德国政府也宣布高速磁浮交通系统技术已成熟等情况,认为要充分运用发展中国家的技术后发效应,实现轨道交通跨越式发展,建议国家在京沪干线上采用高速磁浮技术。 与此同时,大部分铁路专家则提出了相反的意见,认为高速轮轨系统技术经过几十年的实践已经完全成熟,我国国内对高速轮轨系统技术的开发也已经取得了重大进展;尽管高速磁浮技术拥有诸多优点,世界上不少国家也都在开展研究,但均停留在试验阶段,缺乏商业化运行实践,它的技术性、安全性和经济性尚未进一步验证,相对于高速轮轨系统技术,在技术上、经济上都存在着很大风险。经过激烈讨论,上海磁浮示范运营线应运而生。磁浮发展争议仍在继续中国是德国之外唯一拥有商用磁浮线的国家,境内唯一的商业磁浮项目是磁浮上海示范线,其核心技术也来自于德国。今年3月德国宣布放弃首条商用磁浮线月放弃修建柏林至汉堡的磁浮列车工程。那次放弃的根本原因也同样是成本高企。而上海磁浮示范线至今亏损的状态,以及根本没办法实现所谓 “通过引进掌握高速磁浮核心技术”的良好愿望,人们对磁浮前景不容乐观。此前,虽然沪杭磁浮项目已暂停多时,但上海各方均未明确表态该项目的去留,但在多个相关枢纽工程上都为磁浮预留了接口。上海虹桥综合交通枢纽项目预留了磁悬浮车站的位置;早已如火如荼展开的上海世博工程在原定的磁浮站口位置也做了预留;刚启动的浙江最大的现代化综合交通枢纽--杭州铁路东站枢纽工程为沪杭磁悬浮预留“3站台4线路”。据介绍,沪杭磁浮项目目前仍尚未得到国务院正式批复,但由于目前经济低迷,在国务院4万亿投资背景下,上海重提大型基建项目,其中的磁浮项目最终获批的可能性大增。尽管磁浮项目悄然重启,但争议声不绝。反对理由最重要的包含,连通虹桥、浦东机场的上海地铁二号线延长线早已启动,此线几乎与沪杭磁浮上海段无论在线路上还是功能上都具有很大的重复性。而磁浮拥有的速度优势,由于改走地下,以及在城内穿梭等原因,也没办法真正实现。沪杭高铁的客运专线也已获批将正式开建,这在某些特定的程度上也与沪杭磁浮产生重复。目前,使磁浮列车走向实用化的技术开发已基本完成。不过,作为总系统需要解决的问题,还要经过耐久性和可靠性的研究阶段。磁悬浮发展还是在探索当中,但随着磁悬浮技术的持续不断的发展、完善,磁悬浮高速列车的竞争实力将大幅度的提高,修建磁浮 “铁路”的成本可能会大幅度的降低,技术和性能都会有所提高。到那时,磁浮列车不单单是铁路技术的根本突破,更是现代交通工具的典范。(小川)

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