1911年,荷兰物理学家昂内斯将水银冷却到-40℃,使它凝固为一条线,并对它通以电流。当温度降至-2689℃时,他发现水银中的电阻突然消失了。后来,人们把这种电阻突然消失的现象叫做“超导”现象。进一步的研究发现:处在超导状态下的物质,具有完全导电性和完全抗磁性两个基本特性。超导体的完全抗磁性,会对磁铁产生一个向上的斥力,足以抵消磁铁下落的重力,于是磁铁便会悬空飘浮。
磁悬浮列车就是利用磁极同性相斥的原理,将超导磁体安装在列车底部,其线圈内流着持久的激磁电流,产生很强的磁场,再在轨道上铺设连续的良导体薄板。电流从超导体中流过时,产生磁场,形成一种向上的推力,当推力与车辆重力平衡时,车辆就可悬浮在轨道上方一定的高度了。通过改变电流来控制磁场强度,就能使悬浮高度得以调整。这种悬浮的车体因与轨道间没有机械接触和摩擦,所以运行时无震动、无污染,也不会脱轨,而且由于摩擦阻力减小,行车速度大大提高。
磁悬浮列车集计算机、微电子感应、自动控制等高新技术于一体,运行时的悬浮、启动、加速、转弯、减速、停车、下落等各环节,均已实现了自动控制,并做到准确无误,安全可靠。
磁悬浮列车是利用直线同步电动机的原理进行驱动的,其依靠的基本物理原理是法拉第电磁感应定律。法拉第电磁感应定律可以简单理解为当穿过导体的磁通量发生变化时,导体上会产生电动势。
具体来说,直线同步电机是将线圈铺设在轨道上,并通入一个三相交流电,使轨道与列车车体之间的空隙中产生变化的磁场,使安装在列车上的导体由于电磁感应定律产生电流,从而会产生一个与原有磁场相反的磁场,最终在轨道与列车之间产生了动力。
简单来说就是列车行驶时,车头处的N级磁场被轨道上车头前端的S级吸引,同时被S级后端的N级排斥,从而产生了推力;然后轨道断电磁场消失,列车以惯性前进;而后轨道通入与之前相反的电流,产生与刚才相反的磁场,使车头前段N级受到排斥,后端的S级受到吸引。从而实现了列车的连续驱动。
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。
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。
分类:抗磁质悬浮、超导斥力悬浮、超导钉扎悬浮、涡流悬浮、电动悬浮、主动控制悬浮、谐振悬浮、自旋稳定悬浮等。
以上就是关于磁悬浮列车的原理是什么全部的内容,包括:磁悬浮列车的原理是什么、磁悬浮列车原理、磁悬浮原理等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!