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怎样制作悬浮系统

发布时间: 2022-04-13 09:32:49

‘壹’ 磁悬浮列车原理是怎样的,分为那几类

国防科技大学 刘博士

磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成,见图3。尽管可以使用与磁力无关的推进系统,但在目前的绝大部分设计中,这 三部分的功能均由磁力来完成。下面分别对这三部分所采用的技术进行介绍

悬浮系统:目前悬浮系统的设计,可以分为两个方向,分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统(EMS)和电力悬浮系统(EDS)。图4给出了两种系统的结构差别。

电磁悬浮系统(EMS)是一种吸力悬浮系统,是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。常导磁悬浮列车工作时,首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力,与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下,使车轮与轨道保持一定的侧向距离,实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米,是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关,所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。

电力悬浮系统(EDS)将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电流。由于机车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大,从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一样的装置对机车在“起飞”和“着陆”时进行有效支撑,这是因为EDS在机车速度低于大约25英里/小时无法保证悬浮。EDS系统在低温超导技术下得到了更大的发展。

超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性。超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成,它不仅电流阻力为零,而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流,这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁。

超导磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集成设备,而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧,车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成。当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时,就会产生一个移动的电磁场,因而在列车导轨上产生磁波,这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力,正是这种推力推动列车前进。其原理就像冲浪运动一样,冲浪者是站在波浪的顶峰并由波浪推动他快速前进的。与冲浪者所面对的难题相同,超导磁悬浮列车要处理的也是如何才能准确地驾驭在移动电磁波的顶峰运动的问题。为此,在地面导轨上安装有探测车辆位置的高精度仪器,根据探测仪传来的信息调整三相交流电的供流方式,精确地控制电磁波形以使列车能良好地运行。

推进系统:磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就像是同步直线电动机的励磁线圈,地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,它就像同步直线电动机的长定子绕组。从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动。同样,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就像电机的"转子"一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动。

通俗的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用,就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体(N极)被安装在靠前一点的轨道上的电磁体(S极)所吸引,并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥。当列车前进时,在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈,现在变为N极线圈了,反之亦然。这样,列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速,通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。

推进系统可以分为两种。“长固定片”推进系统使用缠绕在导轨上的线性电动机作为高速磁悬浮列车的动力部分。由于高的导轨的花费而成本昂贵。而“短固定片”推进系统使用缠绕在被动的轨道上的线性感应电动机(LIM)。虽然短固定片系统减少了导轨的花费,但由于LIM过于沉重而减少了列成的有效负载能力,导致了比长固定片系统的高的运营成本和低的潜在收入。而采用非磁力性质的能量系统,也会导致机车重量的增加,降低运营效率。

导向系统:导向系统是一种测向力来保证悬浮的机车能够沿着导轨的方向运动。必要的推力与悬浮力相类似,也可以分为引力和斥力。在机车底板上的同一块电磁铁可以同时为导向系统和悬浮系统提供动力,也可以采用独立的导向系统电磁铁。

‘贰’ 我要做个小型磁悬浮系统,能用51单片机控制吗

应该可以做吧,你需要一个
位置传感器
以便测出励磁线圈与
磁芯
之间的距离,然后控制线圈电流

‘叁’ 磁悬浮列车怎么做

昨天,“2011年北京科技周” 在奥林匹克森林公园拉开帷幕。一直到20日,每天9时至16时,市民都可以免费来参观体验百余项北京重大科技项目。市民免费进场,打火机等易燃物品不允许带入会场。

市民嫌电动汽车价格高

展会上不乏与民生相关的项目。北京市首条磁悬浮交通系统仿真模型就放置在展区主要位置。该系统被即将开通的S1线采用。S1线附近的居民可提前参观自己将乘坐的交通工具。

不用“摇号”上牌的纯电动汽车也吸引了市民的目光。“这车好,不用摇号还享国家的购车优惠。”观展市民翟先生说,就是30万的价格有点贵,希望以后能降到10万。

小朋友们可在这里找到乐趣,展示区东南角,一个乒乓球大小的台上,机器人整齐排列跟随音乐起舞,国家863项目的智能机器人还能与参观者聊两句。

特殊眼镜随时看3D

北京市科委展区的环保小屋挤得没地方落脚,环保小屋中心区,安装了三网融合家庭宽带接入系统,墙上挂着的电视连接着一台新设备,只要戴上特殊眼镜,电视里就出现了3D画面,“用我们这套系统,连最早的黑白影片都能看出3D效果。”

工作人员介绍,利用这套“未来”系统,家庭成员可以足不出户完成网络购物、缴纳水电燃气费,也可以在外出不在家的时候控制家里的电器

‘肆’ 如何让磁铁悬浮

在磁铁的底部安装能产生相应斥力的道具
一般可以用特定缠绕方法的通电线圈来产生磁场,将磁铁放在磁场中,磁铁会受到磁力。而如果要控制磁铁不掉下来,则需要让线圈产生的磁场根据磁铁在空中的姿势随时产生变化,以调整磁场能够一直托举磁铁。这个就需要有一个负反馈的过程了。

‘伍’ 磁悬浮列车的发明过程是什么

会“飞”的列车

——1911年磁悬浮列车模型的制作

你一定坐过列车。当你在车上听着“格隆、格隆”的声音时,你也许想过:“要是它能飞起来就好了。”事实上,磁悬浮列车算得上是会“飞”的列车。

磁悬浮列车虽是近三四十年间才出现的新型交通工具,但早在1911年,就有人制成了一个磁垫列车模型。在其后的几十年里,德国、日本、加拿大、美国等对磁悬浮列车进行了反复试验。现在,时速达四百多公里的磁悬浮列车已经奔驰在不少国家的铁路新干线上。

最早做出磁悬浮列车模型的,是俄国托木斯克工艺学院的一位教授。1911年,他根据电磁作用原理,设计并制成了一个磁垫列车模型。这种列车行驶时不与路轨直接接触,而是利用电磁排斥力使车辆向上悬浮而与铁轨脱离,并用电动机驱动车辆快速前进,因此被称为“磁悬浮列车”。

在他之后,许多人也想到了磁悬浮列车。美国布鲁克黑文国家实验所的科学家詹姆斯·鲍威尔在1960年便认定,肯定有一种比普通驾车还好的方式,可以使车轮解脱摩擦高速运行。他和同事高登·丹比设计出一种利用磁悬浮技术的运输方式。根据他们的设想,强大的磁场会将火车提升至离导轨几英寸的地方,然后以260公里的时速行驶,与轨道不发生摩擦。

德国是较早研制磁悬浮列车的国家之一。德国的磁悬浮系统采用磁力吸引的原理,1983年由MBB公司领导的快速运输磁悬浮铁路企业家组合研制的磁悬浮列车有两节车厢,载客192人。运行结果表明,磁力悬浮式铁路受气候影响小;采用橡胶轮,噪声小,对环境污染程度轻微,因而受到人们的重视。继德国之后,日本、加拿大、美国、英国、前苏联、法国等国对磁力悬浮式铁路进行了广泛试验。

英国于1984年在伯明翰建成低速磁力悬浮式铁路并投入使用。这条磁力悬浮式铁路上的磁悬浮车,有两条平行的轨道,每条轨道上有一辆由两个车厢组成的列车,每个车厢能载40名乘客。列车在伯明翰飞机场和火车站之间约0.8公里的距离上往返。列车上没有驾驶员,由计算机自动控制,虽然其最高速度仅为每小时37.5公里,但它证明磁悬浮列车是现实可行的。

日本国营铁路从1962年开始研究常导电磁铁吸引式悬浮铁路,1968年研制成功感应线性电动机高速特性试验装置,到1987年3月,完成了超导体磁悬浮列车的原型车,并定名为“LMU002”。外观为流线型,宛如一艘倒扣的轮船。车重17吨,可载44人。车上的电磁铁是用超导体铌钛合金制作的。磁浮力为196千牛顿,行驶时车体与导轨之间有效间隙为110毫米。牵引力为83.3千牛顿,最高时速为420公里。

也许很快,我们国家的铁路上,也会飞驰着磁悬浮列车。

‘陆’ 悬浮列车是利用什么原理实现悬浮的

悬浮列车是利用磁悬浮的原理实现悬浮的。电磁悬浮系统是一种吸力悬浮系统,是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。常导磁悬浮列车工作时,首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力,与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。

在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下,使车轮与轨道保持一定的侧向距离,实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米,是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。

(6)怎样制作悬浮系统扩展阅读:

磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就像是同步直线电动机的励磁线圈,地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,它就像同步直线电动机的长定子绕组。

从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动。同样,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就像电机的"转子"一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动。

‘柒’ 电涡流悬浮原理

磁浮技术原理并不深奥,它是运用磁铁"同性相斥,异性相吸"的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即"磁性悬浮"。

由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,故磁悬浮技术的应用也有两种相应的形式:一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统,它利用超导体电磁铁形成的磁场与线圈形成的磁场之间所产生的相斥力,使物体悬浮的;另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的系统,它利用吸引力与物体的重力平衡,从而使物体进行悬浮。

1 磁悬浮的种类

根据实现悬浮的物质,一般可以分为:常导悬浮、超导悬浮和永磁体悬浮三种。所谓常导、超导和永磁体悬浮,分别是指形成悬浮力需要利用常温导体制造的电磁铁、超导材料制造的电磁铁和永磁铁产生的磁场。表1-1表示两个物体之间的受力关系和悬浮方式。

表1-1 磁悬浮按照相互作用的物体间的关系分类

物体

超导体 导磁体 金属导体 超导电磁铁 常导电磁铁 永磁体

物体2 永磁体 斥力/吸引力 吸引力 斥力/吸引力 斥力/吸引力 斥力/吸引力 斥力/吸引力

常导电磁铁 斥力/吸引力 吸引力 斥力/吸引力 斥力/吸引力 斥力/吸引力

超导电磁铁 斥力/吸引力 吸引力 斥力/吸引力 斥力/吸引力

2 磁悬浮技术原理及其应用

(1) 根据磁悬浮原理,实际应用中常见以下四种形式:

①使用永久磁铁悬浮

永久磁铁是使用硬磁材料充磁后所具有的很强的剩磁效应制造的。由于无论采用斥力还是吸引力方式实现悬浮,永磁体在使用中都是不消耗能源的,因此在节能要求高的场合有特殊的优势。其缺点是永磁体产生的磁场难以控制,因此需要和常导电磁铁组合使用。而且强永磁体制作成本高,普通材料又难以产生足够的磁感应强度,因此工作受到限制。

②使用超导电磁铁悬浮

超导悬浮是在空心超导线圈中通入强电流,从而产生强磁场实现悬浮。超导悬浮有吸引力悬浮和斥力悬浮两种形式。利用吸引力悬浮式,由于电流难以控制,所以常与常导方式结合使用。利用斥力悬浮时,是让超导体与另一个导体产生相对运动,利用在另一导体中产生的感应电流来获得斥力。超导电磁铁悬浮常用于磁悬浮列车。超导电磁铁悬浮的优点是系统是自稳定的,无需主动控制,也无需沉重的铁芯,线圈能量损耗少。但是,超导悬浮系统需要复杂的液氮冷却系统。

③利用高频感应的电涡流悬浮

高频感应线圈产生的高频交变磁场可以再金属中感应出电涡流,这样的涡流也同样会产生磁场,而且必定与原来磁场方向相反,于是可以利用这一原理实现斥力悬浮。这种方法的优点是可以对任何导电体可以实现静止悬浮,不要求悬浮体是导磁体。这种方法已经应用于高纯度、高熔点金属的熔炼,由于感应悬浮方法的悬浮力决定于感应电流的大小,而且一般采用常导线圈,能耗较大,应用面较窄。

④用可控直流常导电磁铁悬浮

常导磁悬浮是利用通入直流电流的常导线圈所产生的磁场,对铁磁材料产生的吸引力来实现悬浮。由于这种悬浮方式本质上是不稳定的,因此需要对悬浮气隙进行闭环控制,调节线圈的电流来控制吸引力的大小,从而实现被悬浮物体的稳定悬浮。为提高磁感应强度,通常将线圈绕在铁磁材料的铁芯上。这种方式要求引入主动控制系统来维持稳定悬浮,被悬浮物必须是导磁体。

(2) 磁悬浮技术的应用领域及其广泛,主要在以下一些工业和民用领域应用:①磁悬浮列车②磁悬浮轴承③磁悬浮冶炼④磁悬浮防振装置⑤磁悬浮搬运

‘捌’ 磁悬浮展示架自己能做吗各位讲下原理,可以试着做一个高达的吗

自己可以制作的,但是你最好买来一套悬浮系统,你自己做外观展示架,系统买回来后装上即可,请找专业的厂家购买,比如深圳市特赛磁悬浮技术有限公司,他们网址是:tesadz.com专业做磁悬浮产品,也可以提供悬浮系统,希望能帮到你。

‘玖’ 求磁悬浮列车的制作过程(能浮的)过程!!!

兄弟,10个虚拟币是买不到这种核心技术的,即使你要的模型非常简单。