Matlab磁悬浮列车电磁系统模型的研究(2)
1 绪论
1.1 磁悬浮交通发展概况
1.1.1 磁悬浮列车的发展
由于高速公路和航空事业发展，铁路面临着严重的挑战。因为传统的轮轨粘着式铁路是利用车轮与钢轨的粘着力使列车前进的[1]，而其粘着系数又随着速度的增加而减小，走行阻力却随着速度的增加而加大。当速度超过粘着系数曲线和走行阻力曲线的交点时，速度就不可能再进一步提高了。如果要想再进一步提高速度，同时又要做到更加安全、舒适，减轻振动和噪音，减少能耗，降低运输成本，那么，传统铁路将是难以办到的[2] 。
为了越过这个障碍，一些发达国家就开始研究非粘着式磁悬浮超高速车辆。经过几十年的研究和试验，已取得了重大的进展。有些先进国家已经进入实用化研究阶段。特别是超导技术的突破性进展，将大大缩短磁悬浮铁路的发展过程[3]。
在这项研究中，德国和日本起步最早，但两国采用的制式截然不同，德国采用常导磁吸式，而日本则采用超导磁斥式。在车辆和线路结构上，在悬浮、导向和推进方式上虽各有不同，然而基本原理却是一样的。
在我国，磁悬浮已经在上海运行。上海磁悬浮列车是世界上第一段投入商业运行的高速磁悬浮列车，设计时速430公里/小时，实际时速约380公里/小时，现已降速至最高301公里/小时。但是由于技术方面等问题，我国磁悬浮耗资较大，所以一直没有大力推广。但是，我们可以看到磁悬浮列车的发展前景相对其他交通工具是最广阔的。
1.1.2 磁悬浮技术的发展优势
磁悬浮铁路的研究发展，是当今世界地面交通运输技术发展的一种趋势。它比传统的粘着式铁路运输及其他运输工具，有着独特的优越性，社会经济效益相当显著。高速磁悬浮列车，最适合高速客运专线网的发展，也符合我国铁道交通发展的方向，其主要优势在于[15]-[17] ：
（1）速度快，旅行时间短
磁悬浮铁路具有时速500公里的能力，并且安全、可靠，可以直达市中心，用它来取代中、短途的航空运输，一般说是最理想的。
(2)对社会无公害、无污染
当今世界经济发达，运量巨增，各种传统的交通运输工具给社会带来了严重的危害和污染，直接影响了人类的身心健康。但是，磁悬浮列车可以离开地面（高架线或地下线），利用计算机技术、无人驾驶、自动控制，有专用线路，可避免交通堵塞和交通事故。由于采用橡胶轮胎支撑和悬浮运行，无振动、无噪音、无废气排出，对环境没有污染。
(3)能源消耗低
据日本方面资料分析，普通电动车的电力费用为847日元／百换算公里，内燃车能耗费用为1375日元／百换算公里，而新干线高速铁路的能耗费用是1112日元／百换算公里。可见，高速列车电力驱动的电耗费比普通铁路的内燃机车要经济很多。磁悬浮列车属于电力驱动，因此与其速度相对而言，其能耗费用更为经济。
磁悬浮列车在时速500公里时，运送一名旅客消耗的功率为飞机的60％。原苏联资料分析，磁悬浮列车的能耗比飞机大约少10％。
(4)故障少，文修费用低
磁悬浮列车虽然一次性投资较多，但其主要部件比较牢固和单一，因此故障少，文修费用比传统铁路和高速铁路低。日本在磁悬浮铁路的试验中，设置了各种各样的障碍物，足以使一列普通列车发生脱轨事故，而磁悬浮列车通过时却安然无恙。日本的试验表明，经过两到三年的运行使用，线路及地面线圈未发生损坏事故。从文修角度看，磁悬浮列车的前景是令人乐观的。
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