《直線電機與磁浮驅(qū)動》介紹的主要內(nèi)容有緒論、直線電機、日本超導超高速磁浮鐵路技術、德國常導超高速磁浮鐵路技術、中國上海磁浮示范線、日本中低速磁浮HSST系統(tǒng)和我國磁浮鐵路研究、發(fā)展及實踐。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的日益提高,人們的出行次數(shù)迅速增加,同時人們對旅行質(zhì)量的要求也在逐步提高,這要求社會提供更加快捷、安全、舒適及符合環(huán)保要求的交通運輸工具。磁浮鐵路符合這些要求,它將有可能成為21世紀主要的交通運輸工具之一。我國國土遼闊,人口眾多,尤其適合發(fā)展磁浮鐵路。
世界上已有十幾個國家開展過磁浮鐵路的研究探索工作,目前比較成熟并具有代表性的磁浮鐵路技術有三大類型:日本的高速地面運輸系統(tǒng)(HSST)(實際為中低速磁浮鐵路系統(tǒng))、德國的常導超高速磁浮鐵路技術(TR)及日本的超導超高速磁浮鐵路技術(ML)。它們的共同之處都是依靠磁浮技術將列車懸浮起來并利用直線電機(或稱線性電機)驅(qū)動列車行駛。
日本的高速地面運輸系統(tǒng)(High Speed Surface Transport,HSST)采用常導、短定子直線電機及列車驅(qū)動的磁浮鐵路技術,目前最高速度為130 km/h,適合于城市軌道交通、機場旅客運輸?shù)戎卸叹嚯x的旅客運輸,其技術已經(jīng)達到實用化程度。
德國的磁浮鐵路技術(Trans Rapid,TR,簡稱“運捷”)采用常導、長定子直線同步電機及路軌驅(qū)動的磁浮鐵路技術,最高試驗速度為450 km/h(1993年),適用于中長距離的超高速旅客運輸,其技術基本成熟,目前已經(jīng)建成的上海浦東機場磁浮示范線采用的就是該項技術。
日本的超導磁浮鐵路技術(Magnetic Levitation,ML或稱Maglev),采用低溫超導、長定子直線同步電機及路軌驅(qū)動的磁浮鐵路技術,最高試驗速度已達552 km/h(1999年),適用于中長距離的超高速旅客運輸,其技術也基本成熟。
上述三種磁浮鐵路技術各有特點,究竟采用哪種形式,各個國家及各位專家有不同的看法。日本的超導磁浮鐵路技術先進,運行速度高,得到大家的普遍認可,它在未來的中長途旅客運輸中具有良好的發(fā)展前景。
截止到2018年1月,世界上磁浮商業(yè)營運線路共有5條,其中3條商業(yè)營運線路就在中國。中國第一條商業(yè)運營線——上海浦東機場磁浮示范線,是引進德國技術于2002年年底建成的國內(nèi)首條高速磁浮線路,至今已15年,仍是全球唯一商業(yè)運營的高速磁浮線路;第二條商業(yè)運營線——長沙機場線,全長18.55 km,是世界上最長的中低速磁浮運營線,設計最高速度為100 km/h;第三條商業(yè)運營線——北京首條磁浮線路中低速磁浮交通示范線sl線,全長10.236 km,屬于中低速磁浮線路,設計最高速度為100 krn/h。另外兩條商業(yè)運營的中低速磁浮線路在日本和韓國,一條是2005年3月開通的日本名古屋中低速磁浮線路,連接名古屋到愛知世博會舉辦地——豐田市,全長約9 km;另一條是2014年7月開通的韓國仁川國際機場至龍游站磁浮線路,全長6.1 km。
磁浮技術沉寂多年后,近年來以長沙磁浮和北京磁浮為代表的國產(chǎn)中低速磁浮另辟蹊徑,呈現(xiàn)燎原之勢。應該說,長沙機場線和北京sl線示范著磁浮的性能優(yōu)勢與應用場景,也折射出磁浮技術發(fā)展與應用的曲折進程。我國在未來還將建設新的高速磁浮和中低速磁浮線路。
本書介紹的主要內(nèi)容有緒論、直線電機、日本超導超高速磁浮鐵路技術、德國常導超高速磁浮鐵路技術、中國上海磁浮示范線、日本中低速磁浮HSST系統(tǒng)和我國磁浮鐵路研究、發(fā)展及實踐。
本書由西安鐵路職業(yè)技術學院牽引動力學院李益民教授主編(編寫第一章、第五章、第六章和第七章),西南交通大學電氣工程學院郭育華副教授主審。參加編寫的還有西安地鐵公司運營分公司工電部李晴助理工程師(編寫第二章)、西安鐵路職業(yè)技術學院牽引動力學院劉芳璇講師(編寫第三章)和朱慧勇助教(編寫第四章)。全書由李益民負責統(tǒng)稿。
非常感謝西南交通大學電氣工程學院盧國濤和劉國清二位老師為本書編寫提供了不少實用資料。
由于編者手中缺少綜合介紹磁浮鐵路技術的書籍,尤其缺少介紹中國國內(nèi)磁浮鐵路的書籍,因此書中疏漏和不足難免存在,敬請大家批評指正。
第一章 緒論
第一節(jié) 鐵路分類
第二節(jié) 磁浮鐵路分類
第三節(jié) 磁浮列車的工作原理
第四節(jié) 磁浮列車的分類
第五節(jié) 國外磁浮交通技術的應用發(fā)展概況
第六節(jié) 磁浮軸承
復習思考題
第二章 直線電機
第一節(jié) 直線電機的基本結(jié)構
第二節(jié) 直線電機的工作原理
第三節(jié) 直線電機的分類
第四節(jié) 有關直線電機的標準
復習思考題
第三章 日本超導超高速磁浮鐵路技術
第一節(jié) 日本磁浮鐵路技術的發(fā)展過程
第二節(jié) 山梨試驗線概況
第三節(jié) 基本原理
第四節(jié) 車輛及列車編組
第五節(jié) 供電及控制
復習思考題
第四章 德國常導超高速磁浮鐵路技術
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 基本原理
第三節(jié) 列車與車輛
第四節(jié) 線路
第五節(jié) 供電與運行控制
第六節(jié) 安全性能
第七節(jié) 環(huán)保性能
第八節(jié) 德國、日本超高速磁浮鐵路技術經(jīng)濟比較
復習思考題
第五章 中國上海磁浮示范線
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 線路設計
第三節(jié) 軌道結(jié)構
第四節(jié) 車站與維修基地
復習思考題
第六章 日本中低速磁浮:HSST系統(tǒng)
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 工作原理
第三節(jié) HSST試驗線
第四節(jié) 車輛
第五節(jié) 軌道
第六節(jié) 供電系統(tǒng)
第七節(jié) 安全與救援措施__
第八節(jié) HSST與TR系統(tǒng)的比較
復習思考題
第七章 我國磁浮鐵路研究、發(fā)展及實踐
第一節(jié) 磁浮技術在中國的研究及發(fā)展概況
第二節(jié) 我國已建成的磁浮鐵路線
第三節(jié) 我國在建或擬建的磁浮鐵路線
第四節(jié) 新型磁浮交通方式的探索
復習思考題
參考文獻
附錄 學習資源