北京控股磁悬浮资料汇编.docx
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北京控股磁悬浮资料汇编
“若即若离”,是磁浮列车的基本工作状态。
磁浮列车利用电磁力抵消地球引力,从而使列车悬浮在轨道上。
在运行过程中,车体与轨道处于一种“若即若离”的状态,磁悬浮间隙约1厘米,因而有“零高度飞行器”的美誉,是一种具有广阔前景的新型交通工具,特别适合城市轨道交通。
常导型中低速磁浮列车在轨道上悬浮运行,快捷、安全、舒适、低噪声、无轮轨摩擦、无污染、有利于保护环境,具有良好的市场发展前景。
与常规轨道交通列车相比,我国中低速磁浮列车主要有以下优点:
(1) 列车运行时处于悬浮状态,车身与轨道之间无接触,传统的列车轮轨系统相互作用引起的振动被消除,列车运行平稳,乘坐舒适。
(2) 没有轮轨之间的撞击和摩擦,磁浮列车运行噪音很低。
长沙试验线距10米远处测量为64dBA。
(3) 占地面积少、转弯半径小、爬坡能力强。
转弯半径最小可至50m,爬坡能力可达70‰。
磁浮铁路占地面积较少,与普通轨道交通相近,采用高架线路,其效果将更加突出。
如充分利用其转弯半径小、爬坡能力强的特点,则对城市内较为复杂地形的地区,有着较强的适应能力。
(4) 安全可靠。
列车是“包”在轨道上运行,不存在脱轨问题,加之采用冗余结构等措施,可确保其安全可靠性,总体安全性好。
(5) 中低速磁浮列车运行时无轮轨磨损,所以寿命长,机械维修工作量少,运营维护费用也较低。
(6) 使用电力牵引,所以无空气污染,有利于保护环境,特别适合作为城市内和旅游区的交通工具。
(7) 中低速磁浮列车项目的综合造价在相同条件下低于轻轨,其低噪音、无污染,线路桥梁载荷分布均匀,转弯半径小、爬坡能力强的特点,可以降低线路桥梁工程造价,大量减少征地和拆迁,大幅降低综合造价而节省建设投资。
(8) 由于车辆结构、线路结构、轨道结构、桥梁结构、供电方式、列车控制等多方面的不同,中低速磁浮列车的综合工程造价远低于高速磁浮列车。
(9) 可以大量借鉴现有轨道交通的成熟技术。
利用轨道交通输送出行人口是在大中城市中解决“交通难”最为根本的途径之一。
而中低速磁浮列车轨道交通系统由于其优良的技术经济特性,是城市轨道交通发展的趋势。
磁浮原理简介
[2006-08-14]
电动型磁浮系统(EDS)是一种斥力磁浮系统(原理如下图),将磁铁使用在运动的列车上以在导轨上产生电流。
由于列车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大,从而产生的电磁斥力提供了稳定的列车的支撑和导向。
然而列车必须安装类似车轮一样的装置对列车在“起飞”和“着陆”时进行有效支撑,这是因为EDS在列车速度低于大约25英里/小时无法保证悬浮。
EDS系统在低温超导技术下得到了更大的发展。
电磁型磁浮系统(EMS)是一种吸力磁浮系统(原理如下图),是结合在列车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。
常导磁浮列车工作时,首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力,与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。
在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下,使车轮与轨道保持一定的侧向距离,实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。
车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米,是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。
此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关,所以即使在停车状态下列仍然可以进入悬浮状态。
推进系统:
磁浮列车的驱动运用直线电动机的原理。
从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的转子转动。
同样,当沿线布置的变电所向驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就像电机的"转子"一样被推动做直线运动。
从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动。
导向系统:
导向系统是一种测向力来保证悬浮的列车能够沿着导轨的方向运动。
必要的推力与悬浮力相类似,也可以分为引力和斥力。
在列车底板上的同一块电磁铁可以同时为导向系统和悬浮系统提供动力,也可以采用独立的导向系统电磁铁。
磁浮列车分类
[2006-08-15]
磁浮列车是20世纪的一项技术发明,其原理并不深奥。
它是运用磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,当磁力与重力平衡时形成“磁性悬浮”。
科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在轨道交通系统上,使列车能够悬浮于轨道行驶,这就是所谓的“磁浮列车”。
磁浮列车是现代高科技发展的产物。
其原理是利用电磁力抵消地球引力,通过直线电机进行牵引,使列车悬浮在轨道上运行(一般悬浮间隙约1厘米)。
其研究和制造涉及自动控制、电力电子技术、直线推进技术、机械设计制造、故障监测与诊断等众多学科,技术十分复杂,是一个国家科技实力和工业水平的重要标志。
由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,故磁浮列车按悬浮方式不同一般分为斥力型和吸力型两种,前者是利用磁铁同性相斥原理而设计的磁浮运行系统的磁浮列车,后者是利用磁铁异性相吸原理而设计的磁浮运行系统的磁浮列车。
按运行速度又有高速和中低速之分。
按磁浮系统技术类型划分,目前比较成熟的技术有常导电磁型磁浮系统(EMS)和超导电动型磁浮系统(EDS)(结构示意图如下),前者是利用电磁异性相吸的原理,在高速和中低速磁浮交通系统均有应用,悬浮高度大约1厘米;后者采用低温超导技术利用电磁极同性相斥的原理,悬浮高度大约10厘米。
常导电磁型磁浮系统(EMS) 超导电动型磁浮系统(EDS)
世界上的磁浮交通系统
[2008-01-21]
高速磁浮列车技术运行时速可达400~500公里,目前世界上只有德国和日本拥有。
日本拥有的高速磁悬浮列车技术采用超导技术,其技术还处于试验阶段;德国拥有的高速磁悬浮列车技术为常导长定子型(原理如下图所示),其技术较为成熟,建成的运营线有上海高速磁悬浮线、德国试验线,适用于远距离城市交通。
高速磁浮列车原理示意图
目前世界上最成熟的中低速磁浮列车技术为常导短定子型(原理如下图),运行时速100~150公里,适用于城市市内、近距离城市间及旅游景区的交通连接,国外只有日本掌握,并建有爱知世博会8.7公里运营线,国内为我公司和国防科大所掌握,建有试验车、试验基地、试验线路和1.5公里工程化试验示范线。
中低速磁浮列车原理示意图
德国高速磁浮列车 日本高速磁浮列车
日本中低速磁浮列车 我国自主研发的中低速磁浮列车
中低速磁浮列车产生的磁场强度有多大
我国自主开发的中低速磁浮列车采用的是常导电磁型磁浮系统(EMS),利用电磁异性相吸的原理,悬浮间隙仅有1厘米,磁路闭合,无电磁泄露。
工频磁场(μT)
车外测量值
靠近导轨下
距导轨3m处
距导轨10m处
6.1
0.38
0.2
车内测量值
车内地板面
0.5m高处
1.8m高处
6
3.8
0.6
国家标准值 100μT
结论:
中低速磁浮列车产生的电磁场强度非常小,远低于国家标准限值。
其产生的直流磁场强度小于正常看电视时对人体的影响。
试验车
[2006-08-14]
在国家“八五”科技攻关和国防科大前期研发基础上,北控磁浮公司和国防科大联合国内在相关行业最具优势的研究、设计和生产单位,共同研制了中国第一辆符合城市轨道交通标准的磁浮试验车,进行了悬浮控制、列车控制、启动、加速、制动、停车、供电、通信、运行控制、承载等系统试验。
中低速磁浮试验车运行试验
2001年11月25日北京市科委主持了由国家科技部领导和国内轨道交通界专家参加的,由五位中国科学院、工程院院士和中国工程设计大师以及国内相关领域专家共14人组成的专家评审委员会的中试评审。
评审结论认为:
长沙试验线和CMS-03车辆系统的设计、建造及试验,表明中国已经基本上掌握了中低速磁悬浮列车的关键技术,具有中国的自主知识产权并实现国产化生产。
该系统技术先进,基本上能满足应用运营的总体要求。
目前中低速磁悬浮列车在试验线上已安全试验运行8000多公里,实现20000余次往返、50000余次启动停止动作,可靠性和安全性得到了充分验证;数字悬浮控制、中低速磁浮列车网络控制系统(MTCS)等具有先进技术水平的控制设备已完成试验研究,初步实现设备定型。
国家“十一五”科技支撑计划项目工作会“在唐山召开
[2008-07-01]
2008年6月29日至30日,建设部在北控磁浮工程化试验基地召开了《国家“十一五”科技支撑计划“新型城市轨道交通技术”2008年二季度项目工作会》;建设部副部长黄卫、中国工程院院士施仲衡、中国工程院院士顾国彪、建设部质安司、科技司、标定司、城建司、规划司有关负责同志、项目咨询专家、实施专家、课题负责人以及项目管理办公室成员出席了会议。
北京控股磁悬浮技术发展有限公司董事长刘志明致欢迎词,总工程师王永宁在会上作了“中低速磁浮工程化研发”专题汇报。
会前,建设部有关负责同志,项目咨询专家、实施专家、课题负责人以及项目管理办公室成员还参观了“北京控股中低速磁浮(唐山)工程化试验示范线”,乘座了中低速磁浮工程化车。
建设部黄卫副部长和中国工程院施仲衡院士作了重要讲话,高度评价中低速磁浮工程化研发工作取得的进展,充分肯定中低速磁浮交通的产业化发展前景。
要求北控磁浮公司再接再厉,加速推进中低速磁浮交通产业化发展。
唐山试验示范线开始铺装轨排
[2008-01-03]
2007年12月30日,唐山试验示范线开始铺装首批轨排,轨排所用中低速磁浮交通用“F”型钢是完全轧制成型的。
国家有关部门主管领导参观考察唐山工程化试验线
[2009-05-16]
5月16日下午,国家发改委基础产业司王庆云司长、交通运输部综合规划司毛建华副司长、铁道部计划司张建平副司长、河北省发改委陈永久副主任、河北省交通厅刘广海副厅长、唐山市周仲民常务副市长等一行30余人参观考察了北控唐山中低速磁浮交通试验基地并乘坐了磁浮列车。
北控磁浮公司董事长刘志明、常务副总经理王平、总工程师王永宁陪同参观并汇报了相关情况。
深圳市政府领导考察北控磁浮唐山试验基地
[2009-07-28]
2009年7月28日,深圳市市委常委、常务副市长许勤,副市长张思平,市政府副秘书长赵鹏林率领由深圳市轨道办、发改局、规划局、建设局、环保局、科信局、规划中心、罗湖区、盐田区以及地铁公司等领导组成的调研组到北控磁浮唐山工程化试验基地考察。
调研组乘坐了实用型磁浮列车,参观了磁浮列车唐山总装车间,观看了中低速磁浮交通系统的视频宣传片,听取了北控磁浮交通系统的情况汇报以及深圳市轨道交通8号线应用中低速磁浮交通的可行性报告。
该可行性报告是受深圳市地铁公司委托,由北控磁浮、国防科大、铁三院、唐车公司工程化体系以及中南大学、深圳大学、中科院电工所、北京环科院等权威机构分别完成的,从工程技术方案研究,安全、适应、经济性研究,安全可靠性研究,运营能耗研究,电磁辐射研究以及环境影响研究六个方面进行了详细论证。
深圳市目前正在规划设计地铁三期工程,其中8号线从国贸大厦到小梅沙,全长约31.37公里,线路设站15座,将高楼林立、道路狭窄的罗湖商业旺区与盐田自然生态保护和滨海旅游度假区联系起来,集交通功能和生态旅游观光功能为一体。
许勤表示,北控磁浮采取的“以企业为主体、市场为导向、产学研结合”的自主创新模式是我国现有条件下实现自主创新和持续创新,做大做强民族产业的有效途径;经过30年的技术研发,10年的工程化研发,中低速磁浮交通核心技术已经成熟,工程化水平很高,国家发改委有关部门对此也有高度评价;中低速磁浮交通系统以其技术优点和优异性能,是现有轨道交通系统的重要补充,能更好地服务社会,造福人民,发展潜力巨大;作为全国首个创新型城市,深圳市历来有率先使用和推广新技术的传统,一旦各方面论证通过,深圳很有可能在地铁8号线率先使用中低速磁悬浮技术。
北控集团副董事长、总经理白金荣,北控磁浮董事长刘志明,国防科技大学总师常文森,唐车公司董事长余卫平,铁三院党委书记刘为群等工程化体系成员单位领导陪同考察。
工程化样车
[2006-08-14]
北京控股磁悬浮技术发展有限公司和国防科技大学的中低速磁浮车辆已经完成设计定型、工艺定型和生产组织模式定型,并于2003年开始组织工程化生产体系中的相关单位,按照实用型的标准生产中低速磁浮列车工程化样车。
2005年7月29日,中低速磁浮列车工程化样车在唐山机车车辆厂下线。
中低速磁浮列车工程化样车生产组装
中低速磁浮工程化样车主要技术指标
车辆自重(头车/中间车)/辆:
21t/20t
车辆负载(头车/中间车)/辆:
9t/10t
极限荷载(头车/中间车)/辆:
15t/16t
车辆长度(头车/中间车)/辆:
15.5m/14m
车辆宽度:
3.0m
车辆高度:
车顶至轨面3.83m,轨面至车内地板面0.987m
车门开度与数量:
1.3m×2×2/辆
车门型式:
侧移式塞拉门,头车设上翻式安全疏散门
最小通过曲线半径:
100m
最小通过竖曲线半径:
1000m
最大坡度:
70‰
车辆构造速度:
150km/h
最大编组辆数:
8辆
列车运行加速度:
1.1m/s2常用制动减速度:
1.1m/s2
列车紧急制动减速度1.3m/s2
列车紧急制动距离:
≤120m(60km/h)
长沙实验线
[2006-08-14]
2001年4月建设了中国第一条磁悬浮列车204米长沙试验线,2001年7月完成全尺寸试验车生产制造,2001年9月整车系统开始进行运行试验,并于2001年11月通过中试评审。
试验线工程充分考虑常导中低速磁悬浮列车在城市轨道交通中的应用特点,执行为工程实施而试验的原则。
常导型中速磁悬浮列车试验线
桥梁采用了连续梁、简支梁、直线梁、曲线梁、门型梁等多种形式,跨度从1.2m~24m,并成功的进行了30m跨度钢梁和更大跨度桥梁的设计研究,基本能够满足城市轨道交通线路的跨度要求。
线路研究了轨排的设计、加工、安装方式,定位基准,成功实现了缓和曲线和竖曲线的叠加,使其应用范围更加宽广。
另外,根据常导中低速磁悬浮列车的特点,还对专用道岔、DC750V和DC1500V供电方式、列车控制系统、通信系统以及检修停留库进行了的研究与实施。
长沙试验线主要技术标准
正线数目:
单线
线路长度:
204m
线路最大坡度:
40‰
最小曲线半径:
100m
最小竖曲线半径:
1000m
首车自重20t
载重10t
最大承载16t
车辆试验载客量:
136人/辆
车辆构造速度:
150km/h
设计曲线通过最高速度:
30km/h/100m
供电制式:
DC750V
唐山示范线
[2006-08-14]
2006年7月1日,北京控股磁悬浮技术发展有限公司在唐山机车车辆厂内开工建设一条约的2km试验示范线;计划2007年1月投入车辆运行试验。
试验示范线正线长约1.6km,侧线长约0.4km,模拟实际中低速磁浮列车轨道交通系统,借鉴国内外先进技术和经验,其设计的主要技术标准如下:
轨距:
2000mm
正线数目:
单线
线路坡度:
区间正线≤70‰
车站、车间≤2.5‰
曲线半径:
50m一处,100m一处
竖曲线半径≥1000m
轨道:
F型127kg/m
道岔:
一处,单开型
运行控制:
MATC控制系统
本线列车运行最高速度≥100km/h
供电制式:
DC1500V/DC750V第三、四轨车侧下部受电
试验车
[2006-08-14]
在国家“八五”科技攻关和国防科大前期研发基础上,北控磁浮公司和国防科大联合国内在相关行业最具优势的研究、设计和生产单位,共同研制了中国第一辆符合城市轨道交通标准的磁浮试验车,进行了悬浮控制、列车控制、启动、加速、制动、停车、供电、通信、运行控制、承载等系统试验。
中低速磁浮试验车运行试验
2001年11月25日北京市科委主持了由国家科技部领导和国内轨道交通界专家参加的,由五位中国科学院、工程院院士和中国工程设计大师以及国内相关领域专家共14人组成的专家评审委员会的中试评审。
评审结论认为:
长沙试验线和CMS-03车辆系统的设计、建造及试验,表明中国已经基本上掌握了中低速磁悬浮列车的关键技术,具有中国的自主知识产权并实现国产化生产。
该系统技术先进,基本上能满足应用运营的总体要求。
目前中低速磁悬浮列车在试验线上已安全试验运行8000多公里,实现20000余次往返、50000余次启动停止动作,可靠性和安全性得到了充分验证;数字悬浮控制、中低速磁浮列车网络控制系统(MTCS)等具有先进技术水平的控制设备已完成试验研究,初步实现设备定型。
国外研发状况
德国磁悬浮列车发展状况:
德国自70年代开始发展磁浮的Transrapid计划,旨在发展高速磁浮交通,但是因为Kross-Maiffe与MBB提出的短定子异步牵引的磁悬浮方案都只能适合于低速运行,所以德国转向长定子同步电机牵引的技术发展,直至形成目前上海运行的高速磁浮系统,原来适合于低速运行的技术专利,被日本利用而发展成为HSST低速磁浮系列。
日本磁悬浮列车发展状况:
日本于1962年开始磁悬浮铁路的研究,研制出了超导高速磁悬浮列车(EDS型)和常导中低速磁悬浮列车系统(EMS型)。
1990年在名古屋附近的大江建设了1.5km长的试验线,并于1991年5月开始试运行。
经过两年的实验,专家学者组成的可行性研究委员会对试验结果进行了最后论证,认为:
作为城市交通系统,HSST已达到实用水平,并具有商业应用的可能性。
现在,日本已经建设开通了一条8.9km长的中低速磁浮铁路商业运行线,连接名古屋一个地铁车站和市郊的一个现代化居住区,目前运行良好,起到了城市磁浮的示范作用,有力的证实了城市磁浮的优势。
美国磁悬浮列车发展状况:
美国针对其交通运输以汽车、航空为主而导致的环境、能源问题,于1998年签署了相关法令,将美国要发展的地面高速交通运输方式锁定为常导高速磁浮交通技术,并考虑引进德国技术。
但不久,美国政府宣布改计划支持城市磁浮技术的研究与开发。
美国支持的城市磁浮研究的计划有:
①通用原子能公司(GA)城市磁浮列车,利用永久磁铁实现EDS悬浮。
②Magplane是另一种采用永久磁铁实现EDS悬浮的磁浮列车,但目前仍处于概念研究阶段。
③MagneMotion公司的M3磁浮列车,采用永磁电磁混合EMS悬浮以减小悬浮功耗,悬浮气隙增大到20mm,同时,M3采用小型化车辆和轻型轨道。
④AMT公司的磁浮列车,采用电磁EMS悬浮和直线感应电机LIM推进,类似于HSST,在老多米尼大学校园内修建1.3公里磁浮示范线,是美国目前规模最大的磁悬浮项目;AMT的EMS型磁浮列车进行了很多革新。
⑤Maglev2000磁浮列车,采用四极超导磁铁,还提出了电磁道岔的概念。
韩国磁悬浮列车发展状况:
为解决大城市交通问题,韩国很早就开始发展磁浮列车。
1989年至1993年,韩国机械材料协会KIMM,现代Hyundai,大宇Daewoo分别开始进行不同形式的磁悬浮技术研究开发。
1994年至1998年,KIMM和Hyundai合作,目标是在1998年制造出两节编组的商业化城市磁浮车辆原型,在2000年实现商业化服务。
1994年Hyundai联合KIMM开始政府资助的低速磁悬浮列车项目。
合作的商业化原型车UTM-01于1997年11月完成,最大设计速度110km/h。
随后在KIMM1.1千米测试轨道上进行全面测试,最大速度65km/h或70km/h。
1999年至今开始对磁悬浮技术进行商业化尝试,是对UTM-01进行改进和开发UTM-02。
由于名古屋和中国高速线的商业化,韩国政府开始对磁浮表示很高的兴趣。
韩国人口密集,大城市交通拥挤。
由于地铁系统代价昂贵,政府已经宣布不再建设地铁,而改为建设轻轨和磁悬浮铁路。
建设部领导为“国家科技支撑计划中低速磁浮交通试验基地”揭牌
[2008-07-01]
自左起:
施仲珩、顾国彪、黄卫、常文森
2008年6月29日建设部副部长黄卫,中国工程院院士施仲衡、中科院院士顾国彪和磁浮中心总师常文森在唐山北控中低速磁浮工程化试验示范线为“国家科技支撑计划中低速磁浮交通试验基地”进行了揭牌。
国家行业标准《中低速磁浮交通工程施工及验收规范》第二次编制工作会议
[2008-07-20]
2008年7月17、18日北控磁浮公司在北京组织召开了国家行业标准《中低速磁浮交通工程施工及验收规范》第二次编制工作会议。
北京控股磁悬浮技术发展有限公司、中铁六局集团有限公司、国防科学技术大学、铁道第三勘察设计院集团有限公司等单位30多人参加了会议。
会议审议通过了《中低速磁浮交通工程施工及验收规范》征求意见稿初稿。
在此基础上由北控磁浮公司进行文整后,形成征求意见稿上报建设部轨道交通标准技术归口单位。
王兆国副委员长参观乘坐北控磁浮实用型列车
[2009-06-18]
2009年6月18日,中共中央政治局委员,全国人大常委会副委员长,中华全国总工会主席王兆国参观考察了北控磁浮公司唐山试验基地,并乘坐了实用型磁浮列车。
参观过程中,北控磁浮公司董事长刘志明,总设计师常文森教授介绍了中低速磁浮交通系统的优点、技术工程化研发进展、运作模式和造价等情况,特别解释了电磁辐射低等特点。
王兆国对磁浮交通技术工程化研发取得的成果表示祝贺,充分肯定了研发所采取的”企业为主体、市场为导向、产学研相结合”运作模式的积极意义。
他指出,要对磁浮交通系统的特点加大宣传,加快推进中低速磁悬浮交通系统的产业化进程。
中华全国总工会副主席、书记处第一书记孙春兰,全国政协委员、中华全国总工会研究室主任李滨生,河北省委书记、省人大常委会主任张云川,省委副书记车俊,省委常委、唐山市委书记赵勇,省人大常委会副主任、省总工会主席马兰翠,省委秘书长景春华以及唐山市领导陈国鹰、姚自敏、于大中等陪同考察。
参展第十二届中国北京国际科技产业博览会
[2009-05-24]
“中低速磁浮轨道交通系统工程化研发取得重大突破”被列为北京市建国60年重大科技成果,参加了2009年5月20日-24日举行的第十二届中国北京国际科技产业博览会。
北京市委刘淇书记、全国政协林文漪副主席、市委王安顺副书记、市委常委赵凤桐、市科委闫傲霜主任等同志参观了磁浮公司展台,并听取
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