磁懸浮列車用直線電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)展綜述
宋 凱 宋亦旭 程樹康（哈爾濱工業(yè)大學(xué)150001）
摘 要 在綜述了磁懸浮列車用直線電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，分析總結(jié)了各類推進(jìn)系統(tǒng)的特點(diǎn)。
敘 詞 磁懸浮直線電動(dòng)機(jī)綜述
1 引 言
目前地面交通運(yùn)輸主要以公路和鐵路交通為主，雖然公路與鐵路的運(yùn)輸費(fèi)用較低，但隨著社會(huì)的發(fā)展，其快捷性越來越趕不上時(shí)代的步伐，麗在這兩大地面運(yùn)輸系統(tǒng)中，只有在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中能夠進(jìn)一涉提高運(yùn)輸?shù)目旖菪�。在地面運(yùn)輸系統(tǒng)中由于粘著力和其它機(jī)械上的原因，當(dāng)速度大于2 50km/h時(shí)，選用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)是不理想的。磁懸浮列車速度可以達(dá)到或超過5ookm/h，噪聲與振動(dòng)比常軌鐵路車輛，****牽引力不受輪軌間粘著條件的限制，能耗量也比飛機(jī)明顯減少。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，磁懸浮列車每個(gè)座位的投資是飛機(jī)的1/3。由于這些優(yōu)點(diǎn)，從事磁懸浮列車研究的德、日專家宣稱：“21世紀(jì)的理想交通工具是磁懸浮列車”、“磁懸浮列車可以取代輪軌系統(tǒng)的鐵路列車”。
磁懸浮列車是以電力為動(dòng)力能源的，因此對解決石油能源危機(jī)、保護(hù)地球環(huán)境是十分有益的。正因如此，目前世界上許多發(fā)達(dá)國家都在開發(fā)、研制高速磁懸列車。70年代以后有軌交通的重大成果就是由歐、美和日本相繼開始研究和試制的常導(dǎo)型(ems)和超導(dǎo)型(eds)磁懸浮列車。在取得一系列研究和實(shí)驗(yàn)成果后，1990年日本開始建造速度為500km／h、長48. 2km的超導(dǎo)磁懸浮列車線路。德國則在2005年可以建成柏林與漢堡之間284km的常導(dǎo)型磁懸列車正式運(yùn)營線路，其速度為420ktn/h。英國早在80年代中就已建成從伯明翰機(jī)場到市區(qū)的低速常導(dǎo)型磁懸浮列車實(shí)用線路。此外法國、美囤、加拿大等國也在這方面進(jìn)行了眾多項(xiàng)目的研制和開發(fā)。前不久，日本研制的高速磁懸浮列車，在試驗(yàn)階段已創(chuàng)出磁懸浮列車的****速度517km/h。2磁懸浮列車用直線電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展及分析。
2.1直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及分析
1905年有兩入分別建議用直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為火車的推進(jìn)機(jī)構(gòu)。一位是英國的h. wilson[1]建議把許多初級(jí)短段嵌入軌道，在需要時(shí)就接上電源。另一位是德國的a．zehden[2]建議把許多初級(jí)裝在車上，把片狀次級(jí)軌條裝在軌道上，a. zehden的想法正是目前一些國家正在進(jìn)行大規(guī)模試驗(yàn)的幾種直線電動(dòng)機(jī)的先驅(qū)。這個(gè)想法之所以直到半個(gè)世紀(jì)以后才得到普遍采用，主要是因?yàn)槠渌问降耐七M(jìn)裝置在速度、加速度和可靠性方面已能夠滿足當(dāng)時(shí)的有限要求。從1995年到60年代中期，直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的****進(jìn)展是用于飛機(jī)投擲起飛裝置。該種電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)很像圖1所示的原始的直線電動(dòng)機(jī)，只是次級(jí)加長了。它利用電刷進(jìn)行集流，電刷都在次級(jí)側(cè)邊的槽中運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)功率達(dá)735. 499kw，逮度可達(dá)362km/h以上。一架4536kg重的噴氣飛機(jī)在162m的行程內(nèi)從靜止?fàn)顟B(tài)加速到188km/h只需要4.2s。但由于建造成本太高，該系統(tǒng)最終被放棄了。但在50年代英國曼徹斯特大學(xué)的e．r. laithwaite和他的同事就直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)所進(jìn)行的一系列實(shí)險(xiǎn)使人們重新恢復(fù)了對這方面的興趣。此后在直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)用于推進(jìn)和運(yùn)輸方面取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。
 直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是由一個(gè)定子（即初級(jí)）和一個(gè)轉(zhuǎn)子（即次級(jí)）組成。各方面的考察表明，若以直線電動(dòng)機(jī)作為牽引之用，****把初級(jí)裝在車上，讓軌道本身作為次級(jí)。參考文獻(xiàn)[8]較詳細(xì)地論述了軌道設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)成本。參考文獻(xiàn)[9]提出一種如圖2所示的電磁雙邊的軌道設(shè)計(jì)方案；在參考文獻(xiàn)[8]中提出了幾種電單邊而磁雙邊的直線電動(dòng)機(jī)的選擇方案，其中之一示于圖3中。
基于效率和力平衡的考慮，電磁雙邊直線電動(dòng)機(jī)是****提出 |
