磁浮鐵路

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磁浮鐵路是是指全國科學技術名詞審定委員會公布的科技名詞。

漢字是民族靈魂的紐帶，在異國他鄉謀生，漢字便是一種寄託，哪怕是一塊牌匾、一紙小條，上面的方塊字會像磁鐵般地吸引着你，讓你感受到來自祖國的親切。因為那中國人的情思已經濃縮為那最簡單的橫豎撇捺。

目錄

名詞解釋

磁浮鐵路是依靠磁力將車輛懸浮於導軌上，利用直線電機驅動列車前進的鐵路系統。研究成果表明，磁浮鐵路運行速度可達600km/h以上。在500km/h的速度下，磁浮列車每座位千米的能耗僅為飛機的1/3～1/2；磁浮列車從結構上抱住軌道梁，列車不會脫軌，安全可靠性高；磁浮鐵路沒有傳統鐵路輪軌接觸時的噪聲和振動，環境友好性強。

2019年9月，國家鐵路局批准發布鐵道行業標準《磁浮鐵路技術標準（試行）》（TB 10630-2019），自2020年1月1日起實施。這是我國磁浮鐵路領域的基礎性行業標準，將為規範和引領磁浮鐵路建設和裝備製造提供重要的技術支撐 。

發展歷程

磁浮鐵路的產生和發展是與世界科學技術進步以及鐵路的發展密不可分的。世界鐵路的發展大體上經歷了初創時期、築路高潮時期、停滯不前時期和現代化時期。

(1)初創於鐵路停滯不前時期

1825年英國在大林頓到斯托克頓之間修建了21km的世界上第一條鐵路。從此以後，歐、美等比較發達的國家競相仿效，開始修建鐵路。

第一次世界大戰後到20世紀60年代初，由於戰後公路和航空運輸的快速發展，主要資本主義國家的公路、航空與鐵路的競爭更為激烈，鐵路客貨運量的比例逐漸減少，世界鐵路進入了停滯不前時期。

為了提高鐵路旅客列車的運行速度，提高鐵路的競爭力，1914年Bachelet在英國進行了基於電磁感應相斥原理的直線電機模型試驗。

1922年，德國的赫爾曼·肯佩爾(Hermann Kemper)提出了電磁懸浮理論。1934年申請了「無輪車輛懸浮鐵路」專利(DRP No．643316)。一年之後，它還提出了原型車輛，展示該系統的承載能力(承載能力為210kg)。1936年Kemper發表的論文闡述了電磁吸引式(EMS)的磁浮鐵路的概念。

20世紀40年代，美國等國家進行了磁懸掛系統的開發，20世紀50年代，開發了磁性支撐(軸承)和風洞模型的磁性支撐，1959年，Polgreen提出了帶導向輪的採用永久磁鐵相斥懸浮方式的磁浮鐵路。

到了1960年，德國、英國、美國、日本等國家幾乎同時通過用氣墊方式和磁浮方式進行了高速鐵路的開發。在這些國家的許多大學，也對磁懸浮的基本原理和推進用的直線電機進行了學術研究，從側面支持了磁浮鐵路的研究。

(2)發展於鐵路現代化時期

在電磁懸浮理論誕生之後的近40年間，由於戰後經濟不景氣、世界鐵路的停滯不前和當時科技水平的制約，磁浮鐵路技術幾乎沒有什麼大的發展。

以1964年世界上第一條高速鐵路(東海道新幹線)建成通車為標誌，世界鐵路進入了現代化時期，其明顯的標誌是列車運行速度的提高。在這種形勢下，一些比較發達的國家開始重視磁浮鐵路技術的研究。

1969年德國的克勞斯-馬菲公司KM(Krauss-Maffei)採用短定子直線電機列車驅動技術，研製了「運捷01」(TransRapid 01，簡稱TR01)號磁浮試驗車。兩年後，德國使用TR02號試驗車達到164km/h的試驗速度。1984年德國建成了埃姆斯蘭(Emsland)試驗線。在該試驗線上，採用德國的第一個原型車TR06，最高試驗速度達到412km/h(1983年)；採用第二個原型車TR07，最高試驗速度達到450km/h(1993年)。1999年德國試製完成了準備用於實際的應用型列車TR08。

1972年日本磁浮試驗車輛懸浮走行成功，試驗速度為60km/h，1999年4月載人試驗速度達552km/h，1999年11月雙向列車會車速度1003km/h。

1974年英國在德比進行磁浮試驗，後在伯明翰建成620m磁浮線路，1984年運營，1996年關閉。這是到20世紀末為止在世界範圍內唯一一條曾經投入商業運營的磁浮鐵路線路。

其他國家如前蘇聯、美國、加拿大、法國、韓國、澳大利亞、羅馬尼亞、中國等國也曾開展過試驗研究。

(3)成熟於21世紀

20世紀末，經過多個國家長期的試驗研究，逐漸形成了以日本為代表的超導超高速磁浮鐵路ML技術、德國常導超高速磁浮鐵路TR技術以及日本主要用於中短途客運的中低速地面運輸系統HSST技術。這三種磁浮鐵路技術都修建了相應的試驗線，並在試驗線上進行了充分的試驗研究，相應的車輛、軌道、供電、運行控制等設施及相關技術經過多次改進日趨完善，已經建成或正在準備修建實用化的線路。

日本ML技術已經在山梨試驗線上進行了兩個階段的試驗，對試驗成果的評估結論為「已確立實用化的基礎技術」。2003年12月在山梨試驗線上創造了581km/h的陸路交通最高試驗速度。

德國TR技術已在我國上海成功得到應用，上海磁浮線已成功運營5年。TR08磁浮車於2003年11月在其上創造了501km/h的最高試驗速度。

日本HSST技術已在東部丘陵線得到應用，該線在2005年3月投入運營，已成功運營4年。

2019年9月，國家鐵路局批准發布鐵道行業標準《磁浮鐵路技術標準（試行）》（TB 10630-2019），自2020年1月1日起實施。這是我國磁浮鐵路領域的基礎性行業標準，將為規範和引領磁浮鐵路建設和裝備製造提供重要的技術支撐 。

技術原理

1.懸浮、導向原理

磁浮鐵路從懸浮機理上可分為電磁懸浮和電動懸浮。

電磁懸浮EMS(Electromagnetic Suspension)就是對車載的、置於導軌下方的懸浮電磁鐵(或永久磁鐵加勵磁控制線圈)通電勵磁而產生電磁場，電磁鐵與軌道上的鐵磁性構件(鋼質導軌或長定子直線電機定子鐵芯)相互吸引，將列車向上吸起懸浮於軌道上，電磁鐵和鐵磁軌道之間的懸浮間隙(稱為氣隙)一般約8～10 mm。列車通過直線電機來牽引運行，通過控制懸浮電磁鐵的勵磁電流來保證穩定的懸浮氣隙。

電動懸浮EDS(Electrodynamic Suspension)就是當列車運動時，車載磁體(一般為低溫超導線圈或永久磁鐵)的運動磁場在安裝於線路上的懸浮線圈中產生感應電流，兩者相互作用，產生一個向上的磁力將列車懸浮於路面一定高度(一般為10～15 cm)。列車運行靠直線電機牽引。與電磁懸浮相比，電動懸浮系統在靜止時不能懸浮，必須達到一定速度(約120 km/h)後才能懸浮。

2.直線電機驅動原理

磁浮列車的牽引電機都是直線電機。直線電機可以認為是半徑無限大的旋轉電機，這時轉子的旋轉運動就可以看作為直線運動。若將直線電機的定子和轉子分別裝在車輛和軌道上，則可實現驅動車輛的目的。直線電機一般可分為兩種形式，即長定子直線同步電機和短定子直線感應電機。