课程参考书
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课程参考书:345839450☐《新型城市轨道交通》,周庆瑞、金峰编,中国铁道出版社。
☐《磁悬浮铁路系统与技术》,魏庆朝、孔永健著,中国科学技术出版社。
☐《磁悬浮交通文集》,严陆光著,中国电力出版社。
☐《新干线纵横谈日本高速铁路技术》,杨中平著,中国铁道出版社。
☐《高速铁路概论》,钱仲侯主编,中国铁道出版社。
世界高速铁路我国的高速铁路高速铁路的定义高速铁路发展历史铁路是人类发明的首项公共交通工具,是在1825年英国出现。
直至二十世纪初发明汽车,铁路一向是陆上运输的主力。
直到1964年日本的新干线系统开通,是历史上第一个实现“营运速率”高于200km/h 的高速铁路系统。
世界上首条出现的高速铁路是日本的新干线,于1964年正式营运。
日系新干线列车由川崎重工建造,行驶在东京-名古屋-京都-大阪的东海道新干线,营运速度270km/h,营运最高时速300km/h☐纵观世界高速铁路的发展,大致可以划分为三个不同的阶段:☐第一个阶段—高速铁路初创时期(1964-1990)日本、法国、意大利、德国☐第二个阶段—高速铁路的成熟时期(90年代初是高速铁路网建设的第二次高潮)☐第三个阶段—高速铁路的广泛发展时期(90年代中期至今形成第三次高潮)韩国高铁各国的高速铁路☐日本新干线:JR☐法国:TGV☐德国:ICE☐中国:CRH☐西班牙:AVE☐韩国:KTX☐美国:ACELA高速铁路优势1:输送能力大、速度快、安全性好、受气候变化影响小,正点率高、舒适方便、环境影响轻目前中国高铁运营里程世界第一京沪高速铁路于2008年4月18日开工,从北京南站出发终止于上海虹桥站,总长度1318公里,正线里程1302公里。
2010年11月15日铺轨完成,2011年6月30 日正式开通运营,北京到上海最快只需4时48分,实现千里京沪一日还。
2011年12月12日起,京沪高铁高峰期每日开行动车组列车92对时速300公里动车组列车从北京到上海全程票价二等座555元、一等座935元、商务座(包括观光座、一等包座)1750元;时速250公里动车组列车全程票价二等座410元、一等座650元。
德国政府于1992年决定将柏林─汉堡线作为磁悬浮列车第一条应用线纳入交通计划;该线全长292公里,原定1998年开工。
经过长达7年的争论和反复,2000年德国最终放弃了这一计划。
根本原因是工程技术不成熟,投资太大,风险太高。
1998年8月,在全程270公里的悉尼─堪培拉线竞标中,德国提出的磁悬浮方案,投标价格比法国的高速轮轨还要低,但澳大利亚出于对风险的考虑,最后还是选择了高速轮轨技术。
交通——是指从事旅客和货物运输及语言和图文传递的行业。
包括运输和邮电两个方面,在国民经济中属于第三产业。
运输有铁路、公路、水路、空和管道五种方式,邮电包括邮政和电信两方面内容铁路的分类及优势范围国家铁路、地方铁路、合资铁路、铁路专用线超导磁浮高温超导磁浮低温超导磁浮常导磁浮——超导磁浮——根据二者工作温度的不同,磁浮铁路又可划分为高温超导磁浮采用工作温度高于-269℃的超导材料制作绕组的磁浮称为高温超导磁和低温超导磁浮(液氦的工作温度为4.2K(-269℃)。
)两类。
按驱动方式划分导轨驱动、列车驱动按悬浮方式分电磁悬浮(EMS)、电动悬浮(EDS)磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向,实现列车与地面轨道间的无机械接触,再利用线性电机驱动列车运行。
磁悬浮列车技术基础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。
从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统(EMS)和电力悬浮系统(EDS)3.5 磁浮列车需要解决的问题◆其一:需要将车浮起来◆其二:需要解决导向列车的力◆其三:需要解决推动列车前进的牵引力磁悬浮列车大体可分为三个部分、悬浮系统、导向系统、动力系统在日本超导磁浮技术取得长足发展的同时,磁浮铁路的另一种类型——常导磁浮铁路技术也取得了引人瞩目的成就。
具有代表性的常导磁浮铁路技术有两类:一类是主要用于城市轨道交通的常导中低速磁浮铁路技术HSST;另一类是以德国Transrapid(TR)为代表的高速常导磁浮铁路技术。
德国磁浮铁路技术主要由德国政府和民营企业共同研制开发,主要研究工作从1966年开始,对导轨驱动长定子直线电机电动悬浮系统(EDS)、列车驱动短定子直线电机电磁悬浮系统(EMS)和导轨驱动长定子直线电机电磁悬浮系统三种不同的发展模式进行过探索。
要达到高速、超高速的速度范围,需要长定子直线同步电机牵引、导轨驱动的磁浮铁路技术。
4.2、工作原理☐德国常导TR磁浮铁路导轨为“T”形断面,车辆采用了“车抱轨”的形式。
☐沿列车全长分布的悬浮电磁铁与轨道下表面作用产生的吸引力使车辆浮起;☐导向磁铁与轨道侧面作用产生的吸引力使车辆沿着轨道中心线无接触运行;☐设有专门的制动电磁铁来保证列车安全制动;☐沿轨道全长设置的长定子直线同步电机定子铁芯与车辆上励磁磁铁作用产生的牵引力驱动列车前进。
4.2.1、悬浮原理☐TR磁浮铁路悬浮系统按电磁悬浮(EMS)原理工作,即在磁浮车辆上安装的、单独控制的电磁铁与轨道下方安装的铁磁反应轨、同时也是直线电机定子铁芯之间产生的吸引力使磁浮车辆浮起。
☐车辆与轨面之间的间隙与吸引力大小成反比。
为了保证这种悬浮的可靠性和列车运行平稳性,必须精确地控制电磁铁中的电流,使磁场保持稳定的强度和悬浮力,使间隙保持在额定值附近。
TR磁浮铁路悬浮控制过程为:安装在悬浮电磁铁上的传感器接收到间隙、速度、加速度等状态信号后,控制系统根据这些状态量来调节电磁力,保证稳定悬浮。
☐一般来说TR磁浮铁路额定气隙为10mm,轨道上表面和列车底部之间的距离是15cm,这样列车可以越过15cm的障碍物。
、导向原理驱动原理4.3.1、磁浮车辆总体结构☐磁浮铁路系统的总体技术特征和车辆技术性能密切相关。
磁浮车辆结构经历了刚体自由度控制、磁轮控制、模块控制三个发展阶段。
☐车辆是高速磁浮铁路系统中最重要的部分。
TR08车辆主要由两部分组成:走行机构和车体。
走行机构包括悬浮架、其上安装的电磁铁、二次悬挂系统。
车体上还有车载蓄电池、应急制动系统和悬浮控制系统等电气设备悬浮架与车厢底板通过空气弹簧、摇臂、摆杆等机构连接。
4.3.5、悬浮系统悬浮电磁铁同时具有悬浮励磁、牵引励磁和发电三种功能。
悬浮电磁铁控制器4.3.6、导向系统4.3.7、制动系统TR磁浮列车的制动方式包括再生制动、电阻制动、涡流制动、滑橇制动等方式直线同步电机制动包括再生制动和电阻制动。
磁浮铁路的限界划分为三个层次:列车运行动态边界、固定设施边界和净空包络限界。
4.5、轨道磁浮列车主要依靠电磁力实现支承、导向和牵引功能,而实现这一功能的主要组成部分之一就是轨道结构。
轨道结构由两部分组成:一部分是轨道梁,为承载结构;另一部分为附着在梁上的轨道设备(主要为功能部件)。
轨道结构的技术要求:一是满足力学性能方面的要求;一是轨道功能面精度要求。
功能部件☐功能件布置在轨道梁上部两端,实现磁浮列车的支承、导向和驱动等功能。
包括顶部滑行板、侧面导向板、定子铁芯、供电轨等。
☐根据所在线路位置不同可分为正向道岔和车辆基地道岔;☐按照连接线路数量可分为单开道岔和双开道岔。
4.7、牵引供电与列车运行控制☐车辆、线路、牵引供电、运行控制是轨道交通的四大核心系统☐地面牵引供电系统☐车载供电系统☐列车运行控制系统4.8、TR 磁浮铁路的主要性能及特点☐良好的技术性能☐良好的经济性能☐良好的环保性能4.8.1、技术性能4.8.3、安全性4.8.4、环保性能☐噪声☐振动☐电磁辐射☐气流☐天气影响☐对野生动物的影响4.8.5、经济性☐投资成本☐运营与养护维修费用3.3 TR磁浮交通技术与系统特点•有轨的交通系统•可控制的电磁悬浮和导向(EMS技术)•长定子同步直线电机无接触的牵引和制动•行驶中无接触地对列车提供车上所需电能•最高应用速度400~500km/h•加速能力比传统铁路更高•选线比传统铁路灵活•列车环抱着线路,脱轨的风险低于轮轨铁路•在可比速度下, 噪声低于汽车和传统轮轨铁路磁浮铁路的主要优点•速度高•加速度快•能耗较低, 空气污染小•维修量小•安全:是飞机的20倍,轮轨列车的250倍,公路的700倍•爬坡能力强,曲线半径小•噪声较小•适宜地下及高海拔地区磁浮铁路的主要缺点•运能较小不是方向•造价较高•不能进行增容和改造•列车运行空气阻力大•过渡段的动力特性问题•强磁场对乘客的影响•不便并入既有铁路网2.1 日本磁悬浮铁路的发展过程☐ 第一阶段的试验(1987-1996)☐ 第二阶段的试验(1997-1999)☐ 第三阶段的试验(2000-2004)2.3 基本原理☐超导原理☐超导磁铁☐直线电机原理☐驱动原理☐运行(速度)控制原理☐悬浮原理☐导向原理结束语☐常导吸引型低速磁悬浮列车采用了直线感应电动机驱动方式,具有乘坐舒适、加速性好、安全可靠、设计先进等优点,适合于未来的铁道运输系统,能够安全、快速地运送旅客上海磁悬浮示范运营线立项背景☐我国幅员辽阔、人口众多,800~1500km中长距离的客运市场潜力巨大。
在当时来说还没有一条真正意义上的高速铁路客运专线。
磁悬浮列车快速、低耗、安全、舒适、经济、无污染;常导磁悬浮列车速度可达400至500km/h,超大型导磁悬浮列车可达500至600km/h。
它的高速度使其在1000至1500公里之间的旅行距离中比乘坐飞机更优越。
如果京沪间修建磁悬浮铁上海磁悬浮铁路☐上海磁悬浮铁路是我国引进德国磁悬浮技术建设的世界第一条商业化运营的高速磁悬浮铁路。
路,2个半小时便可一“飞”而至2010 年3 月14日铁道部总规划师郑健两会期间透露沪杭磁悬浮已获发改委批复,总长199.4 公里,正在做深化研大连永磁悬浮铁路六个领先优势☐一是节能、环保,悬浮耗能少,列车在运行过程中噪音低;☐二是超强的运载能力,永磁悬浮净悬浮力可达4吨/米,运输能力相当于现行火车;☐三是安全,由于永磁悬浮采用车、路一体化结构与控制设计,杜绝发生追尾、撞车、脱轨和翻车可能;☐四是路车综合造价最低,综合造价远低于国外;☐五是运行成本最低,国外磁悬浮运行成本略低于飞机,而永磁悬浮运行成本低于现行火车,是运行成本最低的磁悬浮列车;☐六是节约土地资源,永磁悬浮列车线路占用的土地低于高速公路和火车,效能资源比是国外磁悬浮列车的16倍。