永磁高速列車和上海磁懸浮有什麼本質區別?

今天的新聞:中國首輛永磁高速列車下線試車 最快3年商業化運營。

這貨和磁懸浮有什麼技術上的區別么?造價,運營成本都會便宜嗎?和現有高速鐵路鐵軌應該也是不兼容的吧?輻射噪音等環境影響和磁懸浮又有什麼不一樣呢?


謝邀,很高興有人邀請我回答我大學和研究生時期的本專業問題。不過需要指出的是,永磁高鐵和磁懸浮是兩個沒法比較的東西。永磁高鐵只是使用永磁牽引電機的高鐵,永磁牽引電機可以放在任何需要的地方使用,而磁懸浮指的是一種車輛技術,磁懸浮用的是直線電機,理論上來說的話,磁懸浮也可以弄什麼永磁直線電機(目前還不存在)。

永磁牽引電機的好處前面幾個回答已經很清楚了。

第一個好處就是功率密度高,大白話就是一樣大的電機,永磁牽引電機可以做得更大力。這一點對於設備空間狹小的鐵路車輛,尤其是動力分散的列車,尤其重要。永磁牽引電機最早在高鐵上的應用是法國的AGV列車,因為這個車的設計要求是既要使用鉸接結構,又要使用動力分散技術。相對於一般的動力分散列車,鉸接列車轉向架的底部空間更小並且機械設計更受制約。而當時法國高鐵普遍採用的是勵磁式同步電機(當時高鐵用的非同步牽引電機還在研發中),AGV的列車設計拖了十多年,一直到阿爾斯通研發出永磁同步電機後才算解決了技術上的問題。

第二個好處是調速範圍廣,之前的鐵路機車,由於電機轉速和車輪轉速不匹配,在電機和車軸之間是需要安裝減速器的。採用永磁牽引電機的列車不需要這個裝置,可以直接驅動車軸。這樣就可以節省更多的空間。

第三個好處是轉換效率高,因為永磁電機轉子不需要勵磁線圈,勵磁線圈是有能量消耗的,同時維持磁場的功率屬於無功功率,需要補償,永磁電機這一塊可以降低;此外因為沒有減速器,所以機械傳動效率也更高一些,同時列車的固定轉動慣量係數也可以更低一些。這樣直接帶來的好處就是節能。

缺點嘛,不太耐高溫,製造困難(你要想這是一個超級強的大磁鐵,那麼製造工具就不能使用對磁場敏感的金屬比如鐵制工具就不可以),同樣維護也稍微麻煩一些。

從控制上來說和非同步電機以及勵磁式同步電機是類似的,整體建模一致,這一塊30年前就已經吃得很透了。此外永磁同步電機可以作為無刷電機控制,這兩也是非常類似的。

我很高興看到國內這一塊趕上了國際前沿水平,就目前來說,發達國家只有法國開始大量裝備這類電機,除了自家賣給了義大利的AGV之外,主要是新一代的通勤列車全部使用這一種類型的電機。


謝邀~ 所有用電機的地方似乎都有這個討論 - 用永磁同步電機還是非同步感應電機。控制上都一樣的,因為都需要位置控制尤其是直線電機,矢量控制是少不了的,如果需要無感測器(flux and speed)可能稍微更加麻煩一點,但是應該不是考慮的重點。

永磁電機的主要優點是力矩大效率高。永磁鐵的remenance 是1.2 T,試想如果需要用電流來產生這樣大的磁場需要多大電流。因此運行時的成本可以大幅降低~

缺點嘛,永磁電機的最高耐受溫度比較低,比較不耐衝擊等等。另外還有材料成本問題 - 永磁電機要昂貴很多。但是我們的祖國天然優勢,稀土金屬資源豐富,因此這個困擾其他國家的問題並沒有嚴重地困擾我們(哇哈哈哈讓別的國家羨慕去吧)


謝邀!想說,這名字聽起來好高端哦。實質上就是之前由於電機技術原因,只能採用非同步電機來牽引。現在永磁同步電機牽引技術的提升,可以應用在高鐵上了。
技術的進步有這幾個方面:一列8節編組的高鐵採用TQ-600型永磁電機驅動後,相對目前採用的365 kW交流電機,單台電機功率提升65%,達到600KW,最大功率635kW,電機總數可由24台減少為13台。單台電機功率密度提升31.5%,重量減少1/3,列車電機總重量減輕3165kg,相當於50多位成年人的體重,達到國際先進水平,這對中國高鐵進一步節能降耗具有重大意義。
至於題主,一直與磁懸浮進行對比,俺想說,不具有可比性。兩個不同領域的技術。
順帶說說磁懸浮列車吧,至於為何列車會浮起來就不多說了,上網可以找到。一句話,同性相斥原理。
同步或者非同步牽引系統,對應的是磁懸浮列車的推進系統。磁懸浮列車的驅動運用同步直線電動機的原理。車輛下部支撐電磁鐵線圈的作用就像是同步直線電動機的勵磁線圈,地面軌道內側的三相移動磁場驅動繞組起到電樞的作用,它就像同步直線電動機的長定子繞組。從電動機的工作原理可以知道,當作為定子的電樞線圈有電時,由於電磁感應而推動電機的轉子轉動。同樣,當沿線布置的變電所向軌道內側的驅動繞組提供三相調頻調幅電力時,由於電磁感應作用承載系統連同列車一起就像電機的「轉子」一樣被推動做直線運動。從而在懸浮狀態下,列車可以完全實現非接觸的牽引和制動。
不知題主是否滿意!


首先,看一下2015年我國永磁高鐵的一則好消息:

看看文獻都是怎麼說的:

大家請注意看關鍵詞:世界最先進!世界最先進!世界最先進!
那麼永磁高鐵牽引系統到底好在哪裡???
——————————————————————————————————————————
1.為什麼要用永磁電機牽引?

永磁同步電機在重量、 體積和能耗上都有明顯優勢,儘管其需要複雜的控制系統和存在潛在的故障,但正日益廣泛應用於牽引系統。在過去兩年中,向國際主要供應商申購車輛的買主們已經提議使用永磁同步牽引電動機, 該種電機與近幾年統領市場的三相感應電機相比體積更小、 重量更輕。

永磁同步電機以及附屬的控制電子設備, 代表了牽引技術的最新發展。由於 PMSM( 永磁同步電機) 重量輕和可控性好, 所以數百萬小型 PMSM 已經應用於混合動力車輛的傳動系統。

分割線很重要?
———————————————————————————————————————————
再來說說磁懸浮。
磁懸浮列車高速運行的原理
磁懸浮列車車頭採用流線型構造,此種構造的特點是沒有尖銳的稜角及很大的起伏,另外流體的表面主要是層流,這種構造保證了物體受到相對的阻力較小(磁懸浮列車的車頭車窗都採用的是減速玻璃,該玻璃不同於普通玻璃,乘客通過有弧度變形的減速玻璃看車外景物不至於因為車速過快而有恐慌的感覺,這起到了!減速"的視覺效果(磁懸浮列車軌道全線兩邊50米範圍內裝有目前國際上最先進的隔離裝置,對於利用相斥磁力原理做成的磁懸浮列車,軌道為「U"形,當列車行駛時,列車下方的電磁鐵會使軌道內的線圈感應出電流成為電磁鐵,靠兩電磁鐵產生互斥的強大磁力將車輛浮(對於另一種磁懸浮列車,是利用磁鐵吸引力原理做成的,它的軌道為「T"形導軌,磁懸浮列車的兩翼環抱導軌兩邊,導軌底部鋼板在上,電磁鐵在下,內翻部分裝置的金屬線圈磁力非常強大,當列車行駛時,金屬線圈通過感應電流產生強大磁力使得列車懸浮起來,當引力與重力平衡時,列車便可懸浮在軌道上方(隨著電流大小的改變,磁場強度便會隨之變化,列車懸浮的高度可以得到一定的調整。

磁懸浮列車由懸浮系統,導向系統和推進系統三大系統組成,(能夠產生電磁吸引力或排斥力為機車提供支撐和導向,懸浮和導向雖然與列車行駛速度沒有任何關係,但是由於沒有輪子,沒有摩擦,它比目前最先進的高速火車少耗電約30%,即使磁懸浮列車在停車狀態下依然可以保持懸浮狀態(列車的導向系統的作用是用來保證懸浮的機車能夠沿著導軌的方向前進,推進系統則是利用了同步直線電動機的原理(由電動機的工作原理可知,定子的電樞金屬線圈有電流時,會因電磁感應作用而推動電機的轉子運轉(當列車軌道沿線的變電所提供的三項調頻調幅電力向軌道內側的驅動組時,因電磁感應的作用,推進系統使得整個磁懸浮列車及其系統就像電機的轉子"一樣被推動做直線運動

——————————————————————————————————————————
綜上所述,簡單一句話,永磁高鐵使用永磁電機做動力系統;磁懸浮使用電磁鐵的磁性原理驅動。


謝邀,但是我平時不做用電和電動方面的工作,只是做發電的模擬,所以對拖動方面不太了解。不過我支持 @李小軍關於磁懸浮和永磁體的解釋,這兩個確實沒有可比性。應該是永磁體和交流電動機的比較。至於這方面的比較因為我不了解這個方向所以也無法證實。
不過發電上面也會用到永磁發電機,這種發電機的優勢是針對與風電中的非同步發電機而言,節省了齒輪箱的重量和維護,所以是一種發展趨勢,但是電機拖動中,是本來就沒有什麼齒輪箱的,所以這個優勢不能用在本題。


三相交流非同步電動機換成了永磁直流同步電動機而已,別的沒變化。


從控制的角度來講,同步電機要更容易一些,因為轉子磁鏈易於捕獲。


區別可大了 一個是旋轉電機 一個是直線電機,永磁屬於同步電機範疇,直線電機是非同步電機。


永磁高鐵是圓周式磁懸浮技術,上海磁懸浮是直線式磁懸浮技術,原理不一樣。
永磁高鐵,其實指的是動力系統,就是高速永磁電機作為高鐵的牽引系統。
上海磁懸浮,動力系統還是普通電機。


磁懸浮真的很神,我所見,磁鐵雖說能夠相排斥,始終還是相吸的是正道 。


永磁高鐵:驅動電機使用稀土永磁材料,車輪滾動前行
磁懸浮:直線電機(磁體或線圈)驅動,無接觸懸浮前進


推薦閱讀:

為什麼中國人數理化學科成績秒殺外國人,但世界相關的(出名的)頂級的科學家幾乎全是外國的?
火星和地球之間光速通訊有數百至上千秒延遲,未來人類在火星如何部署網站、應用?
黑洞的生命終點是什麼,既然所有物質都向黑洞中心塌陷,黑洞中心點的結局是什麼?
既然大氣壓有100KN每平方米,相當於每平方米1噸東西壓著,為啥沒把人壓扁?
有哪些方法可以直接或者間接探測暗物質?

TAG:高鐵 | 物理學 | 磁懸浮 | 電機 | 電機拖動 |