钕铁磁浮车

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  磁悬浮列车又叫磁浮车磁车,几千年来人类陆上交通工具从马车进化到汽车、火车、磁车4个阶段,其中磁车是唯一没有轮子的车,而靠磁力线悬浮车子、离开轨道梁lOmm处飞驶,由于它不和铁轨接触、也就消除了摩擦与震动,因此它行驶速度最快(时速大于 500千米)、最平稳、最安全、又最舒适、因此深受人们重视。20世纪80年代我国西南交通大学与国防科技大学就开始研究磁车了,经过20多年的努力,造出了试验性常导与超导磁车,直到去年上海才引进开通了中德合资建造的磁悬浮列车,也是世界上第一条试运营的磁车。这说明了磁车真是高科技中的高科技。
  几代车中磁车最高级也是造价最昂贵的,目前国外每辆车造价1亿多元,路轨每千米造价日本是9亿,德国是4亿,中国的也要3亿多元,这样高额造价很难推广使用,就上海造的龙阳路到浦东机场30千米磁悬浮列车就要花89亿人民币,还不算沿路拆房子拆迁费用,其难度可想而知,所以国外很多国家都停下来。
  所谓磁悬浮列车实际上是一部直线电动机,它的轨道就是直线电机的长定子,列车就是直线电机的绕组。要想突破磁车实用性,首先必须要减低造价问题,现有的车投资都太大,工程也很复杂,我们要利用我国稀土矿产丰富的特点,现在已探明我国稀土矿总贮藏量占全世界70%,我国钕铁硼磁钢生产量占40%,是世界第二位,日本产量倒占45%,我们完全可以利用钕铁硼永磁钢来制造磁浮车,这样造价就会大大降低,磁车与路轨结构也会简单些,还会大大节约驱动电力。
  要想造磁浮车首先要解决磁车的悬浮、导向、驱动3大技术问题。国外的磁浮车分吸浮型(常导式要在轨道梁上行驶)、斥力型(超导式要在轨道槽里行驶),它们都不适合我们仿造,造价也都很高,我们要搞一种永磁磁浮车,它只在王字型铁轨长定子上行驶,因为现在的钕铁硼永磁磁钢磁力非常强,很适合利用磁钢制造磁车,阵列磁钢吸浮路轨使车浮起来,用异性相吸同性相斥简单原理来实现列车的悬浮与导向,靠直线电动机来驱动磁车前进,我们做了一个模型实验,钕铁硼永磁磁钢完全能浮起车来飞驶,而且比电磁铁浮的更好更稳,还不怕停电。
  
  具体设想:
  
  一、铁轨
  铺设两条王字型硅铁轨,铁轨上方装有0.5mm厚硅钢片,选叠铸铝而成的铝栅拦直线电动机长定子,虽然直线电机定子较小,但它左右上三面都和绕组起吸引驱动作用,效率很高,有利于磁车快速行驶,路轨可以用水泥枕木铺在地面上,也可架在空中或地下。
  
  二、磁悬浮与导向
  用国产钕铁硼磁钢陈列横着吸住王字形路轨磁车浮在上面,靠控制左右两部直线电机绕组的电流大小,来调节磁车和铁轨的距离,横向始终保住7mm走向,小于或大于就自动调整,保证磁车高于铁轨20mm处行驶。
  
  三、驱动
  磁车车厢底部装有钕铁硼磁钢阵列横吸铁轨,6台直线电动机绕组共用两部硅钢片铝栅栏长定子,电源跟普通电车一样,从空中引入直流电驱动列车前进,由于没有车轮摩擦与震动,用少量的电能驱动磁车时速可达400多千米,只要控制4部直线电动机的电流,就可自动调整悬浮高度和导向及速度,磁车能浮起20mm,同时车内还通过传感器显示车速和路程,整个磁车用一部八位单片微机控制,不需高精密控制仪表驾驶,而我们的钕铁磁浮车造价很低,只要几百万元一辆,路轨的造价也只有国外磁悬浮列车的1%~2%,故可以大量使用。
  不久的将来“中国磁车公司”将利用稀土矿生产出中国的磁浮车,到那时在祖国辽阔的土地上与低空中及地下到处都飞驰着中国自己的磁浮车。
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