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磁悬浮系统国内外研究现状和发展趋势

时间:2018-10-11 20:32来源:毕业论文
国内外研究现状与水平在很早以前人们就幻想着使物体能够悬浮在空中运行,但这一技术在很长一段时间内都没有得以实现,直到20世纪60年代,世界上气垫车实验系统的实现,人们才对

国内外研究现状与水平在很早以前人们就幻想着使物体能够悬浮在空中运行,但这一技术在很长一段时间内都没有得以实现,直到20世纪60年代,世界上气垫车实验系统的实现,人们才对磁悬浮系统有了初步的了解。它是最早对磁悬浮列车进行研究的系统。随着固体电子学技术的出现,使原来体积庞大的控制设备变得轻便,使得磁悬浮列车技术的实现成为可能。1969年,德国牵引机车公司的马法伊研制出小型磁悬浮列车系统模型,以后命名为TR01型,该车在1km轨道上时速达165km,这是磁悬浮列车发展的第一个里程碑。28982
1 磁悬浮轴承
相较于空气轴承和流体轴承,磁浮轴承拥有许多优点;首先,它几乎无任何旋转阻力,转子之转速可远高于其它 轴承;第二,不需复杂的润滑系统或气压系统,可节省空间;第三,生命周期长,维修成本低;第四,可避免因摩擦所产生之噪音;第五,可适用于非常低温或高真 空状态等特殊工作环境,如外层空间;第六,可透过主动式控制提供所需之刚性,并有效抑制因高速运转所产生振动问题。论文网
正由于这些优点,磁浮轴承已实际应用在众多领域中:在商业应用方面,有发电机、涡轮压缩机、高 速离心机、超真空帮浦系统、飞轮储能系统和磁浮式微型马达系统等;在工具机方面,已经有高速切削机、研磨机与精密加工等工具机问世;在运输系统,有磁浮列车;在生医工程,磁浮轴承已应用于人工心脏或心室辅助器;在航空太空工程,则有太空望远镜、人造卫星姿态控制用飞船及风洞实验应用等[5]。在未来发展上,则有 电动汽机车储能装置、及各储能系统间之能量转换等研究与应用。
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目前磁浮轴承的发展面临某些瓶颈:首先是如何将磁浮轴承的价格压低,目前磁浮轴承最为人诟病的 是价格太昂贵,因此传统轴承仍然占有大部分的市场,只是配合较佳之润滑技术以提高转速。第二个瓶颈是如何有系统的设计磁浮轴承。最后,磁浮轴承的极限特性 也值得重视。若能克服这些瓶颈,高速化将可轻易达成,除工业应用外,磁浮轴承也将会普遍应用于各个领域。
2 磁悬浮列车
磁悬浮列车取消了数千年来传统车辆籍以运动的轮子,利用电磁力将列车悬浮于导轨上方一定的高度,并用无接触的线性电动机驱动列车前进。与传统铁路运输方式相比,磁悬浮列车具有速度快,低噪音,低振动,无磨损等特点。如德国最先进的高速列车ICE的时速约为280 km/h,法国最先进的高速列车TGV约为300 km/h,而目前磁悬浮列车的时速大于400 km/h。与民航相比,磁悬浮列车具有安全可靠,方便舒适,节省石油,不污染环境,正点率高,不受气候变化影响。
目前,在世界上对磁悬浮列车进行过研究的国家主要是德国、日本、英国、加拿大、美国、前苏联和中国。美国和前苏联分别在上世纪70年代和80年代放弃了研究计划,但美国最近又开始了研究计划。英国从1973年才开始研究磁悬浮列车,却是最早将磁悬浮列车投入商业运营的国家之一。l984年4月,从伯明翰机场到火车站之间600 m长的磁悬浮运输系统正式运营,旅客乘坐磁悬浮列车从机场到火车站仅需90 S。但1995年,在运行了11年之后,被停止运营,对磁悬浮列车研究最为成熟的是德国和日本。德国从1968年开始研究磁悬浮列车,刚开始时,常导型和超导型并重,于1977年分别研制出常导型和超导型试验列车。但后来经过分析比较,决定集中力量只发展常导型磁悬浮列车。目前德国在常导磁悬浮列车研究上的技术已经成熟。日本从1962年开始研究常导型磁悬浮列车,后来由于超导技术的发展,日本从70年代开始转向研究超导型磁悬浮列车。1972年12月在宫崎磁悬浮铁路试验线上,时速达到了204 km/h。1979年12月又进一步提高到517km/h。1982年l1月,磁悬浮列车的载人试验获得成功。1995年载人磁悬浮列车试验时的时速高达411 km/h。1997年12月在山梨县的试验线上创造出时速为550 km/h的世界最高记录。最高时速与试验线的长度有关,德国的试验线两端是环形的,直线部分只有约7 km,日本的试验线是直线且很长,故能达到较高的时速。中国在上世纪80年代初开始对低速常导型磁悬浮列车进行研究。1994年10月,西南交通大学建成了首条磁悬浮铁路试验线,并同时开展了磁悬浮列车的载人试验,成功地进行了4个座位,自重4 t,悬浮高度为8mm,时速为30km/h的磁悬浮列车试验,于1996年1月通过铁道部组织的专家鉴定。然后,在铁科院环形试验线轨距2 m,长36 m,设计时速为100 km 的室内磁悬浮试验线路上成功地对长为6.5 m,宽为3 m,自重4 t,内设15个座位,设计时速为100 km/h的低速常导6 t单转向架磁悬浮试验车进行了试验,于1998年11月通过了铁道部科技成果鉴定,填补了中国在磁悬浮列车技术领域的空白,从而使我国对磁悬浮列车的研究跨人了先进国家的行列。 磁悬浮系统国内外研究现状和发展趋势:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20181011/24049.html
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