磁浮铁路

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磁浮铁路是是指全国科学技术名词审定委员会公布的科技名词。

汉字是民族灵魂的纽带，在异国他乡谋生，汉字便是一种寄托，哪怕是一块牌匾、一纸小条，上面的方块字会像磁铁般地吸引着你，让你感受到来自祖国的亲切。因为那中国人的情思已经浓缩为那最简单的横竖撇捺。

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名词解释

磁浮铁路是依靠磁力将车辆悬浮于导轨上，利用直线电机驱动列车前进的铁路系统。研究成果表明，磁浮铁路运行速度可达600km/h以上。在500km/h的速度下，磁浮列车每座位千米的能耗仅为飞机的1/3～1/2；磁浮列车从结构上抱住轨道梁，列车不会脱轨，安全可靠性高；磁浮铁路没有传统铁路轮轨接触时的噪声和振动，环境友好性强。

2019年9月，国家铁路局批准发布铁道行业标准《磁浮铁路技术标准（试行）》（TB 10630-2019），自2020年1月1日起实施。这是我国磁浮铁路领域的基础性行业标准，将为规范和引领磁浮铁路建设和装备制造提供重要的技术支撑 。

发展历程

磁浮铁路的产生和发展是与世界科学技术进步以及铁路的发展密不可分的。世界铁路的发展大体上经历了初创时期、筑路高潮时期、停滞不前时期和现代化时期。

(1)初创于铁路停滞不前时期

1825年英国在大林顿到斯托克顿之间修建了21km的世界上第一条铁路。从此以后，欧、美等比较发达的国家竞相仿效，开始修建铁路。

第一次世界大战后到20世纪60年代初，由于战后公路和航空运输的快速发展，主要资本主义国家的公路、航空与铁路的竞争更为激烈，铁路客货运量的比例逐渐减少，世界铁路进入了停滞不前时期。

为了提高铁路旅客列车的运行速度，提高铁路的竞争力，1914年Bachelet在英国进行了基于电磁感应相斥原理的直线电机模型试验。

1922年，德国的赫尔曼·肯佩尔(Hermann Kemper)提出了电磁悬浮理论。1934年申请了“无轮车辆悬浮铁路”专利(DRP No．643316)。一年之后，它还提出了原型车辆，展示该系统的承载能力(承载能力为210kg)。1936年Kemper发表的论文阐述了电磁吸引式(EMS)的磁浮铁路的概念。

20世纪40年代，美国等国家进行了磁悬挂系统的开发，20世纪50年代，开发了磁性支撑(轴承)和风洞模型的磁性支撑，1959年，Polgreen提出了带导向轮的采用永久磁铁相斥悬浮方式的磁浮铁路。

到了1960年，德国、英国、美国、日本等国家几乎同时通过用气垫方式和磁浮方式进行了高速铁路的开发。在这些国家的许多大学，也对磁悬浮的基本原理和推进用的直线电机进行了学术研究，从侧面支持了磁浮铁路的研究。

(2)发展于铁路现代化时期

在电磁悬浮理论诞生之后的近40年间，由于战后经济不景气、世界铁路的停滞不前和当时科技水平的制约，磁浮铁路技术几乎没有什么大的发展。

以1964年世界上第一条高速铁路(东海道新干线)建成通车为标志，世界铁路进入了现代化时期，其明显的标志是列车运行速度的提高。在这种形势下，一些比较发达的国家开始重视磁浮铁路技术的研究。

1969年德国的克劳斯-马菲公司KM(Krauss-Maffei)采用短定子直线电机列车驱动技术，研制了“运捷01”(TransRapid 01，简称TR01)号磁浮试验车。两年后，德国使用TR02号试验车达到164km/h的试验速度。1984年德国建成了埃姆斯兰(Emsland)试验线。在该试验线上，采用德国的第一个原型车TR06，最高试验速度达到412km/h(1983年)；采用第二个原型车TR07，最高试验速度达到450km/h(1993年)。1999年德国试制完成了准备用于实际的应用型列车TR08。

1972年日本磁浮试验车辆悬浮走行成功，试验速度为60km/h，1999年4月载人试验速度达552km/h，1999年11月双向列车会车速度1003km/h。

1974年英国在德比进行磁浮试验，后在伯明翰建成620m磁浮线路，1984年运营，1996年关闭。这是到20世纪末为止在世界范围内唯一一条曾经投入商业运营的磁浮铁路线路。

其他国家如前苏联、美国、加拿大、法国、韩国、澳大利亚、罗马尼亚、中国等国也曾开展过试验研究。

(3)成熟于21世纪

20世纪末，经过多个国家长期的试验研究，逐渐形成了以日本为代表的超导超高速磁浮铁路ML技术、德国常导超高速磁浮铁路TR技术以及日本主要用于中短途客运的中低速地面运输系统HSST技术。这三种磁浮铁路技术都修建了相应的试验线，并在试验线上进行了充分的试验研究，相应的车辆、轨道、供电、运行控制等设施及相关技术经过多次改进日趋完善，已经建成或正在准备修建实用化的线路。

日本ML技术已经在山梨试验线上进行了两个阶段的试验，对试验成果的评估结论为“已确立实用化的基础技术”。2003年12月在山梨试验线上创造了581km/h的陆路交通最高试验速度。

德国TR技术已在我国上海成功得到应用，上海磁浮线已成功运营5年。TR08磁浮车于2003年11月在其上创造了501km/h的最高试验速度。

日本HSST技术已在东部丘陵线得到应用，该线在2005年3月投入运营，已成功运营4年。

2019年9月，国家铁路局批准发布铁道行业标准《磁浮铁路技术标准（试行）》（TB 10630-2019），自2020年1月1日起实施。这是我国磁浮铁路领域的基础性行业标准，将为规范和引领磁浮铁路建设和装备制造提供重要的技术支撑 。

技术原理

1.悬浮、导向原理

磁浮铁路从悬浮机理上可分为电磁悬浮和电动悬浮。

电磁悬浮EMS(Electromagnetic Suspension)就是对车载的、置于导轨下方的悬浮电磁铁(或永久磁铁加励磁控制线圈)通电励磁而产生电磁场，电磁铁与轨道上的铁磁性构件(钢质导轨或长定子直线电机定子铁芯)相互吸引，将列车向上吸起悬浮于轨道上，电磁铁和铁磁轨道之间的悬浮间隙(称为气隙)一般约8～10 mm。列车通过直线电机来牵引运行，通过控制悬浮电磁铁的励磁电流来保证稳定的悬浮气隙。

电动悬浮EDS(Electrodynamic Suspension)就是当列车运动时，车载磁体(一般为低温超导线圈或永久磁铁)的运动磁场在安装于线路上的悬浮线圈中产生感应电流，两者相互作用，产生一个向上的磁力将列车悬浮于路面一定高度(一般为10～15 cm)。列车运行靠直线电机牵引。与电磁悬浮相比，电动悬浮系统在静止时不能悬浮，必须达到一定速度(约120 km/h)后才能悬浮。

2.直线电机驱动原理

磁浮列车的牵引电机都是直线电机。直线电机可以认为是半径无限大的旋转电机，这时转子的旋转运动就可以看作为直线运动。若将直线电机的定子和转子分别装在车辆和轨道上，则可实现驱动车辆的目的。直线电机一般可分为两种形式，即长定子直线同步电机和短定子直线感应电机。