PDF《磁浮的原理及应用》

学校: 庇道学校 研究员: 冼嘉嘉 温浩淦 李进源 李梓聪 杨浩源 曾紫欣 班级: 六年级 报告完成日期:

2017 年4月磁浮的原理及应用 磁浮列车

1 磁浮的原理及应用 | 报告完成日期 :

2017 年4月目录

第一章 绪论

一、 研究动机

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二、 研究目的

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三、 研究方法

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四、 研究进程

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第二章 研究过程 一.

文献探讨

4 -

6 二. 实验过程

7 -10 三. 实验数

11 四. 实验结果

11 五. 实验过程遇到的困难

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第三章 研究结论与建议 一. 研究结论

12 二. 研究建议

12 -13 三. 研究后感想

13 四. 参考文献

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2017 年4月摘要 本年学校常识科老师为了提高我们对科学的兴趣,所以参加了今次 小学生动手做 研究 的计划,我们先后以环保、机械和运输等等议题作讨论,最后我们以集体运输 工具作为我们今次研究的主题. 我们透过利用磁石 同性相斥、异性相吸 的原理,制作出能浮起来的列车,加上 马达的带动让列车在指定的而无轨的情况下运行,并测出行使的时间和距离,计出相 对的车速.另一方面,我们在相同条件下,利用有轨的火车模型,作出同样的测试, 比较两者在时间和速度上的差异,并求证磁浮列车比有轨列车的车速更为快捷. 最后实验证明,磁浮列车比有轨列车在同样的条件情况下车速确实要快,我们得 出的结论是由於磁浮的接触面较少,因而相反的力(即摩擦力)相对减少,所以磁浮 速度比较快,因而得出的结果合乎我们的要求.

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2017 年4月磁浮列车

第一章 绪论 一.研究动机 我国一带一路的发展,国与国之间的经贸日益频繁,便利已经是一个重要的议题, 随著我国改革开放,科技与经济已经成为很重要的一环.我们不受距离的阻隔,时间 亦相对缩短,人与人之间接触亦变得更简便,有见及此,让我们产生一份好奇心,想 探究如何利用磁浮原理在运输工具的应用.而中国现今高铁已取得高速而稳定的成果, 所以我们深信,下一个方向必定走进磁浮行列. 二. 研究目的 根陨系难芯慷,我们从磁浮的原理及应用,以「磁浮列车」作为实际题材, 希望透过该次的研究,了解如何利用物理学原理去增加速度,利用科学上的技术,实 现出低成本高效能的列车.我们会准备建造实体模型,体现磁浮列车行使的时间和速 度. 三. 研究方法 本研究主要采用实验及资料搜集的形式. 四.研究进程

11 月: 搜集有关磁浮及现代磁浮列车的相关资讯和资料

12 月-1 月: 设计及构思磁浮列车模型及搜集过往的相关资料,寻找购买制作的相关 用料及制作用所需物资清单

2 月-3 月: 动手制作模型

3 月-4 月: 拍摄制作过程、讨论及撰写报告

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2017 年4月

第二章 研究过程 一. 文献探讨 1. 磁浮列车的原理 磁浮火车是利用磁力使火车悬浮於路轨之上.磁浮火车经常被称为 MagLev, 即Magnetically Levitated train 的简写.但是,利用一般的磁铁并不能把火车 稳定地浮起.要是你将两块磁铁的北极相对,你会发现无法使一块磁铁稳定 地浮在另一块上 .所以,要把火车浮起并不如想像中般简单. 磁浮火车是怎样被推动的?它的基本原理很简单.以日本的磁浮火车为例. 移动的列车带同超导磁铁在导槽两边的线圈感应出电流,根庑┭断,系 统便会把交流电输入导槽两边的推进线圈,产生南北梅花间竹的磁极 ,对超 导磁铁造成拉力和推力,使列车加速. 磁浮火车能悬浮在路轨上行驶,免除了火车与路轨之间的磨擦力,故能以 高速飞驰.估计未来的磁浮火车能以高达

500 km/h 的速度行驶,比现在最快 的火车速度要高一倍.此外,磁浮火车非常宁静. 2. 中国的磁浮列车研发进程

1986 年 国防科技大学开始磁浮列车的原理型研究.

1989 年 国防科技大学成功研制出我国第一台磁悬浮列车实验样 车.

1994 年 西南交通大学成功研制了

4 个座位、自重

4 吨、悬浮高度 为8毫米、时速为

30 公里的磁悬浮列车试验.

1995 年 国防科技大学在株洲电力机车研究所的支援下,花了

90 万元研制成

1 台磁转向架,首次实现了全尺寸单转向架的 载人运行.4 个磁转向架可承载

1 辆14m 长的磁悬浮车.

1996 年 由铁科院主持,长春客车厂、中科院电工所、国防科技大

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2017 年4月学参加共同研制的设计时速为

100 公里,长6.5 米、宽3米、重4吨、内设

15 个座位单转向架磁悬浮试验车在铁 科院的轨距

2 米、长36 米的环行试验线上成功进行了试 验,并於

1998 年12 月通过了铁道部科技成果鉴定.

1999 年 国防科大与北京控股磁悬浮技术发展有限公司合作,开始 研究建造我国第一条中低速磁悬浮列车试验线.2001 年9月,我国第一条长

204 米,包括一段

100 米半径弯道和千 分之四的坡度的中低速磁悬浮列车试验线在国防科技大学 建成.该磁悬浮列车车厢长

15 米,可载客

130 人,设计 时速

150 公里.2002 年,该试验系统实现

2000 公里无故 障运行.

2001 年 采用德国 Transrapid08 磁浮系统的上海高速磁浮线开工建 设,2002 年底试运营,2004 年正式运营.

2004 年 由大连永磁悬浮课题组首席科学家李岭群领衔的大连磁谷 科技研究所有限公司成功研制出我国首辆拥有自主知识产 权的磁悬浮样车 中华

01 号 磁悬浮技术试验车.该磁悬 浮技术试验车车长 10.3 米,宽3.12 米,高2.86 米,设计 载客

32 人,最高时速

110 公里,是专为城市公交运输设 计的低速磁悬浮列车.

2006 年 我国自行研制、设计、施工的首条中低速磁悬浮线路―― 青城山中低速磁悬浮列车工程试验线在四川省都江堰市建 成并联调成功.这标志著我国已掌握磁悬浮轨道交通的完 整技术,具有中低速磁悬浮列车投入实际应用的能力.试 验线全长 419.925 米,由中国铁路工程总公司电气化局集 团西安电化公司、西铁工程公司施工.本次实地运行的磁 悬浮列车最高时速在 80―160 公里之间.

2006 年4月位於同济大学嘉定校区的 三个一 高速磁浮试验线建成并 投入使用.该试验线是我国首次自主设计、研制和集成了 高速磁浮交通试验线系统,是国内唯一的高速磁浮交通系

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2017 年4月统综合性研发试验平台,可为高速磁浮交通技术的研发、 系统集成、软体调试、部件性能考核与改进提供基本试验 条件.能实现一列车、五个分区、双端供电的试验环境, 列车最高试验时速可达到 100km/h.

2006 年底 位於浦东新区临港的上海中低速磁浮试验线建成,同时完 成了车辆组装与调试.2008 年11 月,上海低速磁浮线上 实现三节连挂列车 85km/h 速度试验运行,同年

12 月,上 海低速磁浮试验线实现了列车的 101km/h 试运行速度.

2009 年 中低速磁悬浮列车唐山试验线工程在中国北车唐山轨道客 车有限公司竣工并通过验收.唐山试验线全长 1.547 公里,是中国首条中低速磁悬浮列车工程化试验示线,坐 落于中国北车唐车公司厂区北部,由中铁六局、中铁宝桥 等单位承建.

2014 年 西南交通大学牵引动力国家重点实验室与常州西南交大轨 道交通研究院、同济大学磁浮中心以及国内多家企业联 手,自主研制出时速可达

140 公里的磁悬浮列车.该车辆 在上海临港中低速磁浮系统试验线上进行线路实际运行的 可行性试验验证后,开展运用的可靠性........