磁浮供电系统

供电系统包括变电站、沿线供电电缆、开关站和其他供电设备。磁浮列车供电系统通过给地面长定子线圈供电来提供列车运行所需的电能。首先从110kV的公用电网引人交流高压电，通过降压变压器降至20kV和1.5kV，然后整流成为直流电，再由逆变器变成0~300Hz交流电，升压后通过线路电缆和开关站供给线路上的长定子线圈，在定子和车载电磁铁之间形成牵引力。供电系统逻辑示意图如图2所示。

磁浮列车系统的整流、变流及电机定子等设备均在地面，对设备的体积和重量以及抗振性能没有严格要求。

磁浮供电系统变电站

变电站内实现高压交流电的降压、整流并再逆变成0-300Hz的交流电，因此站内设备有降压变压器、整流变压器、整流器、逆变器和输出变压器。变电站一般设在线路旁边一条线路设若干变电站，每个变电站可向两旁的线路区段供电。由于两个变电站之间每条线路只能运行一列列车，因此变电站的间距实际上控制了全线的列车运行密度，其设置应根据运输需求、列车编组和技术约束综合考虑，经技术经济分析后确定。

磁浮供电系统供电电缆

供电电缆用于对牵引电机的长定子供电。每条磁浮线路有2组或3组相互独立的三相电缆对线路两侧的长定子供电。

磁浮供电系统开关站

开关站沿线路分布，将同一供电区间的电机长定子分为若干小段（数百米），在列车通过时交替接通。设置开关站的目的是减少供电电流在定子段上的功率损失，其设置间距根据技术和经济分析确定。

磁浮供电系统其他供电设备

除了对长定子供电以外，还需要相关电气线路为道岔、车/线数据传输天线、车站或停车点的静止列车等供电。

磁浮供电系统变电站

日本试验线专用变电站占地面积35万m²，内有接受电力设备及变电设备，于1995年10月在都留市小形山建成，从东京电力公司供电。接受电力设备为双路（常用、备用），电压为154kV，主变压器的容量为60MVA（东海道新干线为100MVA），故主变压器完全满足列车行驶要求。在这里将送来的154kV电压降为66kV。因为是双路供电可以确保用电需要。

超导磁悬浮铁路的变电站与普通铁路的变电站不同，需按列车运行控制要求及时改变输入电流及频率，使磁浮列车严格按照设定程序自动运行，实现列车无人驾驶运行。对高速驶入车站停车的列车，变电站将改变输入电流的相位及频率，将电流送入驱动绕组，使列车能准确地停在指定的位置。这样的电力转换由新开发的世界最大级别的变流器（ Inverter）控制单元完成。该变流器单元主要由整流器、中间直流环节和逆变器组成，构成“交一直一交”形式的变流结构。即先通过整流器将交流电转换为直流电，然后再经逆变器（ Converter）将该直流电变换为频率、幅值和相位可控的三相交流电，经输出变压器提供给行驶中的列车。

超导磁悬浮铁路的轨道没有控制信号（轨道电路）。因此，为保证列车安全准确地运行，将驱动绕组按一定间隔分段（试验线的间隔为453m，将来商业运营线路的间隔为40~50km），按列车的位置切换供电开关，确保前后列车的运行安全。此供电系统（三重供电回路），在山梨试验线得到应用。

磁浮供电系统变流器

山梨试验线南、北线分别装有3组变流器（ Inverter），提供20MVA、38MVA的电力。该变流器将电力公司提供的商用频率的电力转换为控制列车速度所需要的频率。为了调节列车运行速度，北线变流器提供的电力频率范围为0~56Hz，对应的列车速度为0~50km/h；南线的频率范围为0~46Hz，对应的列车速度为0~450km/h。

变流器的控制过程为：根据控制中心的运行管理系统先生成运行曲线，根据这个运行曲线的指示，再通过变电站的驱动控制系统控制变流器的动作。

磁浮供电系统非接触车内供电形式

处于超导状态的超导磁铁一旦通电后电流将半永久性地流动不绝，行驶时没有必要像普通电力机车那样从外部供电。但列车运行时，车内的照明、空调等电气设备也需要大量电力。对于超高速磁悬浮铁路，这种电力不可能像城市轨道交通那样靠供电轨或架空线提供，只能采用无接触供电的方式。众所周知，旋转电机可以改造成发电机，与此原理相同，磁悬浮铁路使用导轨磁铁也可以在车辆绕组产生感应电流，用这种感应电流可以为车内电气设备供电。这种供电方式称为非接触车内供电形式，也称为感应发电装置，原理及结构见图1。

车辆静止时，可使用车载蓄电池保证电能供应。车载蓄电池可在列车运行过程中从超导磁铁接受电力充电。JR指出：无须与其他物体接触，电力使用效率特别高。

根据磁悬浮列车所采用的电磁铁种类可以分为常导吸引型和超导排斥型两大类。常导吸引和超导排斥 型

磁浮列车常导吸引型

常导吸引型磁悬浮列车是以常导磁铁和导轨作为导磁体，用气隙传感器来调节列车与线路之间的悬浮间隙大小，在一般情况下，其悬浮间隙大小在10 mm 左右，这种磁悬浮列车的运行速度通常在300-500 km/h 范围内，适合于城际及市郊的交通运输。

磁浮列车超导排斥型

超导排斥型磁悬浮列车是利用超导磁铁和低温技术，来实现列车与线路之间悬浮运行，其悬浮间隙大小一般在100mm左右，这种磁悬浮列车低速时并不悬浮，当速度达到100 km/h 时才悬浮起来。它的最高运行速度可以达到1000km/h，当然其建造技术和成本要比常导吸引型磁悬浮列车高得多。

（2）按悬浮技术，磁悬浮列车按悬浮方式有电磁吸引式悬浮(EMS)和永磁力悬浮(PRS)及感应斥力悬浮(EDS)两种。

磁浮技术分为轨道、车辆、牵引、运行控制四大系统，有16项核心技术。德国、日本与中国为世界上目前有磁浮列车试验或营运路线的国家。

磁浮列车正在测试项目

——美国圣迭戈：美国通用原子公司在圣迭戈建造了一条长120米的磁悬浮轨道，目的是为联合太平洋铁路公司将要在洛杉矶建造的一条8公里的运载线路提供测试。

——德国埃姆斯兰县：Transrapid拥有31.5公里的轨道，定期运行的速度最高达420公里每小时。

——日本JR磁浮：日本研发的超导体磁浮列车由东海旅客铁道和铁道总合技术研究所主导。首列实验列车JR-Maglev MLX01从1970年代开始研发，并且在山梨县建造了五节车厢的实验车和轨道。在2003年12月2日最高速达到581km/h（361 mph）。在2015年，L0型磁悬浮列车更创下了603 km/h的速度，创下有车厢车辆的陆地极速。

——美国联邦运输管理局（FTA）城市磁浮技术示范（UMTD）计划

——中国西南交通大学：2003 年，西南交大在四川成都青山磁悬浮列车线完工，该磁悬浮试验轨道长 420 米，主要针对观光游客， 票价低于出租轿车费。

磁浮列车运营系统

——日本：日本东部丘陵线

——中国上海：上海磁浮示范运营线

——韩国仁川：仁川机场磁悬浮线

——中国长沙：长沙磁浮快线

——中国北京：北京S1号线

磁浮列车建设中系统

——美国佐治亚州：Powder Springs：AMT Test Track

——日本：中央新干线（东京-名古屋-大阪）

磁浮列车运行时速历史

1971年：西德，Prinzipfahrzeug，90 km/h

1971年：西德，TR—02（TSST）—164 km/h

1972年：日本，ML100，60 km/h，（载人）

1973年：西德，TR04，250 km/h（载人）

1974年：西德，EET—01，230 km/h（无人）

1975年：西德，Komet，401.3 km/h（由蒸汽火箭推进，无人）

1978年：日本，HSST—01，307.8 km/h（由蒸汽火箭推进，日产汽车制造，无人）

1978年：日本，HSST—02，110 km/h（载人）

1979年12月12日：日本，ML—500R，504 km/h（无人）第一次突破500 km/h

1979年12月21日：日本，ML—500R，517 km/h（无人）

1987年：西德，TR—06，406 km/h（载人）

1987年：日本，MLU001，400. km/h（载人）

1988年：西德，TR—06，412.6 km/h（载人）

1989年：西德，TR—07，436 km/h（载人）

1993年：德国，TR—07，450 km/h（载人）

1994年：日本，MLU002N，431 km/h（无人）

1997年：日本，MLX01，531 km/h（载人）

1997年：日本，MLX01，550 km/h（无人）

1999年：日本，MLX01，548 km/h（无人）

1999年：日本，MLX01，552 km/h (载人/5辆编组) 吉尼斯世界纪录认可

2003年：中国，Transrapid SMT（德国提供技术所建设，第一条商业运行路线），501.5 km/h

2003年：日本，MLX01，581 km/h（载人/3辆编组）吉尼斯世界纪录认可

2015年: 日本，L0型磁悬浮列车，590 km/h（载人/7辆编组）

2015年4月: 日本，L0型磁悬浮列车，603 km/h（载白鼠/7辆编组）

磁浮列车乘坐感官

磁悬浮列车的车窗是安全玻璃，乘客可以更好的观赏窗外的风景。 减速玻璃在与车体接触的边缘处有弧度变形，正因为这个弧度可以使车外景物在透过弧度时发生变形，从而影响车内乘客的视觉，产生视觉上的减速的效果。快速行驶时人员会耳鸣难受心慌心悸，在挡风玻璃边缘都有渐淡的点状黑色装饰边，同样也起到一定高阻效果。