磁悬浮列车原理 磁悬浮列车是什么原理？

近日，我国自主研发的高速磁悬浮实验样机车正式下线，时速600 km/h，标志着我国在高速磁悬浮技术领域取得重大突破。时速600 km/h的磁悬浮列车也是世界上最快的速度之一(日本磁悬浮列车时速603 km/h)。

目前，高速磁悬浮是轨道交通技术的制高点，轨道与列车之间的间隙只有10毫米。这是一次真实的地面飞行，涉及空空气动力学、悬浮制导控制等领域，科技含量极高。在一些国家对中国发起技术封锁的特殊时期，高速磁悬浮列车的下线使中国在这一领域处于领先地位。

人类在发展的过程中，不断探索如何抵抗重力。无论是用风还是水，飘空的梦想从未停止。科学家们也在寻找一种更稳定、更可控的漂浮力，并将这种技术应用于城市交通。

轨道交通车辆从最早的蒸汽到现在的电力，从每小时几十公里到现在几百公里，但不变的是都需要轮子才能在轨道上行驶。有这样一种颠覆性的技术，可以让几百吨的火车漂浮在轨道上，那就是磁悬浮列车。

1922年，德国工程师发现了电磁悬浮原理，并申请了专利。随着一些国家经济实力的增强，有必要开发新的运输工具。随后德国、美国、日本、苏联相继推出磁悬浮列车的研发。1971年，德国研制出世界上第一辆磁悬浮列车。随着磁悬浮技术的发展，速度也在不断提高。

磁悬浮列车的优点是不需要活塞、涡轮等运动部件就能高效载客，所以运行过程中几乎没有噪音。它不是靠着铁轨跑，而是以悬浮的形式在铁轨表面飞行。缺点很明显，成本太高。上海30公里的磁悬浮线路造价高达数百亿，至今仍处于亏损状态。

相对于其他轮式列车车轮与轨道之间的摩擦和冲击，磁悬浮列车利用电磁力实现非接触式的支撑和导向，其运行阻力仅为空空气阻力。磁悬浮列车的核心是如何让几百吨的列车悬浮起来，如何让它们前进。

自20世纪70年代以来，世界上许多发达国家一直在开发磁悬浮列车。目前，世界上最好的磁悬浮技术是德国和日本，它们使用不同的技术原理。

日本采用低温超导磁悬浮技术。超导体是指金属或合金在低温下完全失去电阻和抗磁性的特性，这是超导体的两个特性。所以它会和磁铁产生排斥和吸引的关系，磁铁可以稳定地悬浮在超导体上面。

超导线圈用于磁悬浮列车，是超导磁悬浮列车的关键设备之一，它使列车获得浮力和推进力。每节车厢都安装了液氮压缩冰箱，列车的超导磁悬浮装置会一直保持在-196度的低温，可以保持车体悬浮。其实这也是利用了磁铁同极相斥的原理，行驶过程中车体与轨道之间只有10 mm的间隙。这就是超导磁悬浮列车可以停留在/[/K0]的原理

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德国采用常导磁悬浮技术，采用抱轨运行形式。车体下端伸出两排曲臂托住铁轨，可以解决列车脱轨的危险。给安装在列车曲臂上的磁铁通电会产生很强的磁力，铁轨会被磁力吸引。整列火车将因其吸引力而暂停运行。

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中国也采用了恒导磁悬浮抱轨技术。目前在上海运营的磁悬浮列车是世界上第一条投入商业运营的磁悬浮线路，连接市区和机场，时速430公里，距离30公里，仅需8分钟。

磁悬浮列车可以在没有发动机的情况下高速运行，它还利用磁铁的吸引和排斥来推动列车前进。通电后会变成N极S极的电磁铁。轨道磁铁的N极排斥火车磁铁的N极，会推动火车前进。下一个轨道磁铁N机在吸引列车磁铁s的时候会把列车向前拉，轨道上的电磁铁会根据列车的行进情况改变自己的磁极，从而保证磁悬浮列车持续向前运动。

与普通轮式列车不同的是，由于整个列车悬浮在空中，所以需要精确控制悬浮高度只有几毫米，解决载乘客后列车不平衡等问题。所有这些问题都需要列车心脏IGBT来解决，它采集列车上传感器的信号，以每秒数万次的速度运行来调节和控制车辆，使其正常运行。

中国高铁建设十几年，高铁总里程达到2万多公里，技术达到世界先进水平。也被称为中国四大新发明之一，部分线路已经开始盈利。比如京沪线年均利润近百亿，为什么要开发成本更高的磁悬浮系统？

在各种中长途交通工具中，高铁的速度一般为300 km/h，飞机的速度一般为900 km/h，磁悬浮列车的速度正好介于二者之间，有其速度优势。

从中国建成的高速铁路来看，时速约为300公里。如果要再提速，无论从安全还是节能角度都不合适。为了追求更高的速度和更好的舒适性，磁悬浮列车是最好的选择。

虽然磁悬浮有很多优点，研发从未停止，担心其对人体辐射伤害的声音从未停止，但人类追求更高速度的决心从未改变。中国是一个善于创造奇迹的国家，高速磁悬浮列车的下线注定会创造另一个奇迹。