高溫超導高速磁浮工程化樣車

高溫超導磁浮交通技術(shù)擁有 無源自穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能、無化學和噪聲污染、安全舒適、運行成本低等優(yōu)點， 是理想的新型軌道交通工具，適用于多種速度域，尤其適合高及超高速線路的運行；其為具有自懸浮、自導向、自穩(wěn)定特征的高溫超導磁浮交通技術(shù)，是面向未來發(fā)展、應用前景廣闊的新制式軌道交通方式。

時速600

該技術(shù)擬首先在大氣環(huán)境下實現(xiàn)工程化， 預期運行速度目標值大于600km/h，可望創(chuàng)造在大氣環(huán)境下陸地交通的速度新紀錄。下一步結(jié)合未來真空管道技術(shù)，開發(fā)填補陸地交通和航空交通速度空白的綜合交通系統(tǒng)，將為遠期向1000km/h以上速度值的突破奠定基礎，從而構(gòu)建陸地交通運輸?shù)娜履Ｊ剑l(fā)軌道交通發(fā)展的前瞻性、顛覆性變革。

世界首臺高溫超導高速磁浮工程試驗線位于西南交通大學牽引動力國家重點實驗室，驗證段全長165米，可實現(xiàn)高溫超導高速磁浮樣車的懸浮、導向、牽引、制動等基本功能，以及整個系統(tǒng)工程的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，滿足后期研究試驗 。這標志著高溫超導高速磁浮工程化研究實現(xiàn)從無到有的突破將對我國軌道交通現(xiàn)代化事業(yè)產(chǎn)生重大而深遠的影響。

誕生于西南交通大學

高溫超導磁懸浮技術(shù)作為革命性的交通技術(shù)創(chuàng)造，首先誕生于西南交通大學。

學校從上世紀80年代啟動磁浮研制；40年來，經(jīng)過幾代人的不懈努力與艱苦奮斗，建立起了高溫超導磁浮電磁熱力耦合模型，形成了車載高溫超導體永磁軌道相互作用理論，構(gòu)建了高溫超導磁浮車軌耦合動力學模型，突破了大載重、高速高溫超導懸浮技術(shù)，掌握了高溫超導高速磁浮列車及其運行系統(tǒng)的設計技術(shù)。

2020年開始，學校聯(lián)合中國中車、中國中鐵等單位協(xié)同攻關(guān)，共同開展高溫超導磁浮工程化樣車和試驗線的工程化實踐，成功建立了高溫超導高速磁浮列車系統(tǒng)集成技術(shù)。

根據(jù)磁懸浮列車所采用的電磁鐵種類可以分為常導吸引型和超導排斥型兩大類。常導吸引和超導排斥 型

磁浮列車常導吸引型

常導吸引型磁懸浮列車是以常導磁鐵和導軌作為導磁體，用氣隙傳感器來調(diào)節(jié)列車與線路之間的懸浮間隙大小，在一般情況下，其懸浮間隙大小在10 mm 左右，這種磁懸浮列車的運行速度通常在300-500 km/h 范圍內(nèi)，適合于城際及市郊的交通運輸。

磁浮列車超導排斥型

超導排斥型磁懸浮列車是利用超導磁鐵和低溫技術(shù)，來實現(xiàn)列車與線路之間懸浮運行，其懸浮間隙大小一般在100mm左右，這種磁懸浮列車低速時并不懸浮，當速度達到100 km/h 時才懸浮起來。它的最高運行速度可以達到1000km/h，當然其建造技術(shù)和成本要比常導吸引型磁懸浮列車高得多。

（2）按懸浮技術(shù)，磁懸浮列車按懸浮方式有電磁吸引式懸浮(EMS)和永磁力懸浮(PRS)及感應斥力懸浮(EDS)兩種。

“空軌磁懸浮”的軌道由鋼架支起，在車的正上方，遠遠看去，就像是車被懸掛在空中一樣。磁懸浮列車是由無接觸的電磁懸浮、導向和驅(qū)動系統(tǒng)組成的新型交通工具，磁懸浮列車分為超導型和常導型兩大類。簡單地說，從內(nèi)部技術(shù)而言，兩者在系統(tǒng)上存在著是利用磁斥力、還是利用磁吸力的區(qū)別。

磁浮列車實驗用型

2008年5月，唐車公司建成了長達1.547公里的國內(nèi)首條中低速磁懸浮列車工程化試驗示范線，科技部將其確立為國家科技支撐計劃中低速磁懸浮交通試驗基地，導致深圳市民一致謾罵反對。

2009年5月13日，國內(nèi)首列具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的實用型中低速磁懸浮列車在唐車公司完成組裝，順利下線，并隨即開始進行列車調(diào)試。該車在原有工程化樣車基礎上進行了大量實用化改進，整列車為3輛編組模式，由2輛結(jié)構(gòu)相同的端車和1輛中間車組成，運行時速為100到120公里，首尾車定員為每輛100人，中間車為120人，使用壽命在25年以上。 該車采用鋁合金車體、寬幅車身，供電電壓由直流750伏提高到直流1500伏，爬坡能力達到70‰的水平，更加適合在城市地鐵復雜線路運行，并幅降低了線路建設拆遷成本。

磁浮列車其他類型

利用磁鐵吸引力使車輛浮起來的磁懸浮列車，用的是“T”形導軌，車輛的兩側(cè)下部向?qū)к壍膬蛇叚h(huán)抱。在車輛的下部的內(nèi)翻部分面上裝有磁力強大的電磁鐵，導軌底部設有鋼板。鋼板在上，電磁鐵在下。 所謂電磁鐵，就是一個金屬線圈，當電流流經(jīng)線圈時，能產(chǎn)生磁力吸引鋼板，因而車輛被向上抬舉。當吸引力與車輛重力平衡，車輛就可懸浮在導軌上方的一定高度上。改變電流，也就改變磁場強度，使懸浮的高度得到調(diào)整。另一種磁懸浮列車，采用相斥磁力使車輛浮起，它的軌道是“U”形的溝槽。當列車向前運動時，車輛下面的電磁鐵就使埋在軌道內(nèi)的線圈中感應出電流，使軌道內(nèi)線圈也變成了電磁鐵，而且它與車輛下的磁鐵產(chǎn)生相斥的磁力，把車輛向上推離軌道。

利用相斥磁力懸浮的列車，一開動很快就可以加速到時速50公里/小時，跑了100米的距離之后，便在軌道上懸浮起來。列車沿著地面越“飛”越快，最高可達每小時450公里（理論上可以到更高速，高鐵也是這樣，可是國家怎么限速運行呢？）。

磁浮列車國產(chǎn)列車

西南交通大學在2000年研制的世界第一輛載人高溫超導磁懸浮列車“世紀號”以及后來研制的載人常溫常導磁懸浮列車“未來號”等受到黨和領導人的高度關(guān)注和充分肯定。據(jù)介紹，早在1994年，西南交大就研制成功中國第一輛可載人常導低速磁浮列車，但那是在完全理想的實驗室條件下運行成功的。

2003年，西南交大在四川成都青山磁懸浮列車線完工，該磁懸浮試驗軌道長420米，主要針對觀光游客，票價低于出租車費？不盈利誰會建設。懸浮列車的原理并不深奧。它是運用磁鐵“同名磁極相斥，異名磁極相吸”的性質(zhì)，使磁鐵具有抗拒地心引力的能力，即“磁性懸浮”。科學家將“磁性懸浮”這種原理運用在鐵路運輸系統(tǒng)上，使列車完全脫離軌道而懸浮行駛，成為“無輪”列車，時速可達幾百公里以上。這就是所謂的“磁懸浮列車”，亦稱之為“磁墊車”。

磁懸浮列車在磁力作用下，使車輛浮起，并沿著特殊的導軌運行。有速度快噪音低費用低等特點。

上海磁懸浮列車是中國第一條磁懸浮列車（德產(chǎn)TR08）， 最高運營速度431km/h（由于距離短、速度快，列車達到最高速約幾十秒后就開始減速），轉(zhuǎn)彎處半徑達8000米已經(jīng)廢除，為我國實驗磁懸浮列車積累了經(jīng)驗。

截至2018年，中國中車株洲電力機車制造廠相繼研制了1.0和2.0版的中低速磁懸浮列車。其中1.0版本的車型已在長沙磁懸浮快線中投入使用，構(gòu)造速度120km/h；2.0版本的車型預計2018年6月下線，構(gòu)造速度160km/h，服務的范圍擴展為城際軌道交通，車輛定位為快速磁懸浮列車。_{（參考資料：湖南新聞聯(lián)播）}

2019年9月17日，中車株洲電機有限公司參與的國家“十三五”重點研發(fā)計劃“高速磁浮交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”專項子課題，已自主研發(fā)出長定子直線電機和懸浮電磁鐵，并成功應用于我國600公里時速磁懸浮列車樣機，運行良好。這意味著，我國高速磁浮列車關(guān)鍵技術(shù)走在世界前列。

中車株洲電機磁浮產(chǎn)品研究所副所長何云風介紹，高速磁浮列車與中低速磁浮列車對電機驅(qū)動的需求不同。中低速磁浮列車主要通過接觸網(wǎng)供電，但這類供電方式無法確保大功率高速磁浮列車的供電穩(wěn)定。此外，列車要貼地高速“飛行”，也需盡量降低車體自身重量。為此，公司研發(fā)出長定子直線電機，將中低速磁浮列車采用的短定子直線電機中“定子”部分，從車體內(nèi)“挪”到列車軌道上，由地面供電設備直接供電，確保供電穩(wěn)定。同時，大功率逆變器也從車上轉(zhuǎn)移到地面，大大降低了列車自身重量。

據(jù)悉，該長定子直線電機既能滿足車輛高速運行的高功率要求，還能同時提供車輛所需的懸浮力和牽引力。相比中低速磁浮的短定子結(jié)構(gòu)，其采用的同步控制方式，可提高電機效率20%，提高電機電壓10倍以上 。