高温超导高速磁浮工程化样车发展历史

诞生于西南交通大学

高温超导磁悬浮技术作为革命性的交通技术创造，首先诞生于西南交通大学。

学校从上世纪80年代启动磁浮研制；40年来，经过几代人的不懈努力与艰苦奋斗，建立起了高温超导磁浮电磁热力耦合模型，形成了车载高温超导体永磁轨道相互作用理论，构建了高温超导磁浮车轨耦合动力学模型，突破了大载重、高速高温超导悬浮技术，掌握了高温超导高速磁浮列车及其运行系统的设计技术。

2020年开始，学校联合中国中车、中国中铁等单位协同攻关，共同开展高温超导磁浮工程化样车和试验线的工程化实践，成功建立了高温超导高速磁浮列车系统集成技术。

高温超导磁浮交通技术拥有 无源自稳定、结构简单、节能、无化学和噪声污染、安全舒适、运行成本低等优点， 是理想的新型轨道交通工具，适用于多种速度域，尤其适合高及超高速线路的运行；其为具有自悬浮、自导向、自稳定特征的高温超导磁浮交通技术，是面向未来发展、应用前景广阔的新制式轨道交通方式。

时速600

该技术拟首先在大气环境下实现工程化， 预期运行速度目标值大于600km/h，可望创造在大气环境下陆地交通的速度新纪录。下一步结合未来真空管道技术，开发填补陆地交通和航空交通速度空白的综合交通系统，将为远期向1000km/h以上速度值的突破奠定基础，从而构建陆地交通运输的全新模式，引发轨道交通发展的前瞻性、颠覆性变革。

世界首台高温超导高速磁浮工程试验线位于西南交通大学牵引动力国家重点实验室，验证段全长165米，可实现高温超导高速磁浮样车的悬浮、导向、牵引、制动等基本功能，以及整个系统工程的联调联试，满足后期研究试验 。这标志着高温超导高速磁浮工程化研究实现从无到有的突破将对我国轨道交通现代化事业产生重大而深远的影响。

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。

“空轨磁悬浮”的轨道由钢架支起，在车的正上方，远远看去，就像是车被悬挂在空中一样。磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，磁悬浮列车分为超导型和常导型两大类。简单地说，从内部技术而言，两者在系统上存在着是利用磁斥力、还是利用磁吸力的区别。

磁浮列车实验用型

2008年5月，唐车公司建成了长达1.547公里的国内首条中低速磁悬浮列车工程化试验示范线，科技部将其确立为国家科技支撑计划中低速磁悬浮交通试验基地，导致深圳市民一致谩骂反对。

2009年5月13日，国内首列具有完全自主知识产权的实用型中低速磁悬浮列车在唐车公司完成组装，顺利下线，并随即开始进行列车调试。该车在原有工程化样车基础上进行了大量实用化改进，整列车为3辆编组模式，由2辆结构相同的端车和1辆中间车组成，运行时速为100到120公里，首尾车定员为每辆100人，中间车为120人，使用寿命在25年以上。 该车采用铝合金车体、宽幅车身，供电电压由直流750伏提高到直流1500伏，爬坡能力达到70‰的水平，更加适合在城市地铁复杂线路运行，并幅降低了线路建设拆迁成本。

磁浮列车其他类型

利用磁铁吸引力使车辆浮起来的磁悬浮列车，用的是“T”形导轨，车辆的两侧下部向导轨的两边环抱。在车辆的下部的内翻部分面上装有磁力强大的电磁铁，导轨底部设有钢板。钢板在上，电磁铁在下。 所谓电磁铁，就是一个金属线圈，当电流流经线圈时，能产生磁力吸引钢板，因而车辆被向上抬举。当吸引力与车辆重力平衡，车辆就可悬浮在导轨上方的一定高度上。改变电流，也就改变磁场强度，使悬浮的高度得到调整。另一种磁悬浮列车，采用相斥磁力使车辆浮起，它的轨道是“U”形的沟槽。当列车向前运动时，车辆下面的电磁铁就使埋在轨道内的线圈中感应出电流，使轨道内线圈也变成了电磁铁，而且它与车辆下的磁铁产生相斥的磁力，把车辆向上推离轨道。

利用相斥磁力悬浮的列车，一开动很快就可以加速到时速50公里/小时，跑了100米的距离之后，便在轨道上悬浮起来。列车沿着地面越“飞”越快，最高可达每小时450公里（理论上可以到更高速，高铁也是这样，可是国家怎么限速运行呢？）。

磁浮列车国产列车

西南交通大学在2000年研制的世界第一辆载人高温超导磁悬浮列车“世纪号”以及后来研制的载人常温常导磁悬浮列车“未来号”等受到党和领导人的高度关注和充分肯定。据介绍，早在1994年，西南交大就研制成功中国第一辆可载人常导低速磁浮列车，但那是在完全理想的实验室条件下运行成功的。

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，票价低于出租车费？不盈利谁会建设。悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁铁“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车，时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”，亦称之为“磁垫车”。

磁悬浮列车在磁力作用下，使车辆浮起，并沿着特殊的导轨运行。有速度快噪音低费用低等特点。

上海磁悬浮列车是中国第一条磁悬浮列车（德产TR08）， 最高运营速度431km/h（由于距离短、速度快，列车达到最高速约几十秒后就开始减速），转弯处半径达8000米已经废除，为我国实验磁悬浮列车积累了经验。

截至2018年，中国中车株洲电力机车制造厂相继研制了1.0和2.0版的中低速磁悬浮列车。其中1.0版本的车型已在长沙磁悬浮快线中投入使用，构造速度120km/h；2.0版本的车型预计2018年6月下线，构造速度160km/h，服务的范围扩展为城际轨道交通，车辆定位为快速磁悬浮列车。_{（参考资料：湖南新闻联播）}

2019年9月17日，中车株洲电机有限公司参与的国家“十三五”重点研发计划“高速磁浮交通系统关键技术研究”专项子课题，已自主研发出长定子直线电机和悬浮电磁铁，并成功应用于我国600公里时速磁悬浮列车样机，运行良好。这意味着，我国高速磁浮列车关键技术走在世界前列。

中车株洲电机磁浮产品研究所副所长何云风介绍，高速磁浮列车与中低速磁浮列车对电机驱动的需求不同。中低速磁浮列车主要通过接触网供电，但这类供电方式无法确保大功率高速磁浮列车的供电稳定。此外，列车要贴地高速“飞行”，也需尽量降低车体自身重量。为此，公司研发出长定子直线电机，将中低速磁浮列车采用的短定子直线电机中“定子”部分，从车体内“挪”到列车轨道上，由地面供电设备直接供电，确保供电稳定。同时，大功率逆变器也从车上转移到地面，大大降低了列车自身重量。

据悉，该长定子直线电机既能满足车辆高速运行的高功率要求，还能同时提供车辆所需的悬浮力和牵引力。相比中低速磁浮的短定子结构，其采用的同步控制方式，可提高电机效率20%，提高电机电压10倍以上 。