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超导电在交通运输领域的应用

2020-06-28 03:20职场 人已围观

简介超导对人类生活能产生最直接的影响,莫过于在交通方面的应用。下面将介绍超导磁浮列车。磁浮列车,也就是直线电动机车。直线的含意是指把以往的旋转型电动机,改变成直线型,...

超导对人类生活能产生最直接的影响,莫过于在交通方面的应用。下面将介绍超导磁浮列车。

磁浮列车,也就是直线电动机车。直线的含意是指把以往的旋转型电动机,改变成直线型,并向前沿伸,利用电磁的排斥力作为直接的推动力。磁悬浮列车是将列车利用磁力悬浮起来离轨面约1厘米.

众所周知,磁极的两极N和S极相互吸引,而两个磁体的同一磁极极相互排斥.如果在轨道上放置磁体.它们的磁极交替变换,即N--S--N--S--N--…在列车上也放置若干磁体,它们的磁极排列方式也是交替地放置N--S--N--S--N--…,只要磁力足够强,就能将几十吨重的列车悬浮起来.列车不会自动的前进.即使列车向前移动,如果轨面上的磁极排列不变,那末原来N--N,S--S相对的磁极变成了N--S,S--N的排列,这不仅不产生排斥的悬浮力,而变成了吸引力使悬浮起来的列车又回到地面上.为了解决这一问题,在悬浮列车上使用感应排斥式的方法.在轨面上放置许多的铝环(环形铝线圈),这些铝环排列成两个平行的长列形成了悬浮列车的轨道.

在列车底部放置的磁体通电时会产生磁场.磁场与铝环相藕合时,铝环本身的感生电流也会产生一个次生的磁场.如果使磁体的线圈绕制方向与铝环绕制的方向相反,那么两者的磁极方向正好相反,产生了使列车悬浮的排斥力,列车被稳稳地悬浮起来.当列车向前运动时,列车上的磁体的磁场也随之向前运动,它与铝环相切割,前面的铝环产生了感应电流,这一个电流产生的磁场又与磁体的磁场方向相反,

所以仍然能使列车稳稳地悬浮起来,而不致于产生起伏.悬浮列车是由直线同步电机牵引。在两条轨道中央铺设另—条同轨道上的铝环相似的所谓定子线圈的轨道,在它上方放置一系列线圈.这两列线圈的磁场配置使列车前方的定子线圈的磁场恰与列车上线圈的磁场相反(N--S配置)产生一吸引力使列车飞速前进.悬浮列车减速的时候,磁场变化减少,造成悬浮力下降,因此悬浮列车也配备了车轮装置,它的车轮也像飞机一样,能够及时地收入列车.超导磁浮列车是在磁浮列车的车厢底部装有若干个超导线圈,在轨道上装有常规线圈(或磁体),利用电磁排斥力将车厢悬浮在轨道上方。同时超导磁体还和安装在轨道侧壁的正常磁体的磁力线发生作而产生向前的推动力。这里的超导线圈是作为永久磁体使用。轨道侧壁上的线圈是正常导体,通以交流电。列车的行进速度是与轨道侧避的线圈交流电频率成正比的,全部运行操作都可在地面设施中进行。

试验磁浮列车1982年日本创下时速400公里记录,1992年法国试验磁浮列车时速达500公里.超导磁浮列车已在日本和德国进行了试运行。2001年我国利用高温超导体(YBCO)研制模拟超导磁浮列车亦获成功.

先前成都西南交通大学搭建的,全球首个真空管道超高速磁悬浮列车环形实验线平台,是国内第一个载人高温超导磁悬浮环形实验线。眼前的这个实验设备,搭建的将是人类目前能触摸到的未来超级高铁的雏形。

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