磁悬浮列车可以采用3种原理实现悬浮,即电磁悬浮(EMS)、电动悬浮(EDS)和高温超导悬浮(HTS)。电磁悬浮原理比高温超导悬浮原理出现得更早,高温超导悬浮原理是在20世纪80年代后期发现高温超导材料后才提出的。采用电磁悬浮原理的列车已在中低速域和高速域实现了商业运用,而高温超导悬浮还未进入商用。
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常导高速磁浮车实现系统集成、车辆、牵引供电、运控通信、线路轨道等成套工程化技术突破,最高运营速度可达600 km/h,采用长定子同步牵引,0-600 km/h加速仅需3.5分钟、22公里。采用GoA3级自动驾驶技术,所有控制均由地面自动运控系统完成。具有高速、无接触、无摩擦、无旋转件、地面牵引、安全可靠等技术特点。该系统采用“车抱轨”的运行结构,牵引供电系统布置在地面,随列车位置分段供电,相邻分区只有一列车运行,基本没有追尾风险。列车运行时将实现GOA3级全自动运行控制,单节列车载客量可超过百人,并可在2到10辆范围内灵活编组。
2021年07月20日,由中国中车承担研制、具有完全自主知识产权的我国时速600公里高速磁浮交通系统在青岛成功下线,这是世界首套设计时速达600公里的高速磁浮交通系统,标志着我国掌握了高速磁浮成套技术和工程化能力。
该项目于2016年10月启动,2019年研制出试验样车,并于2020年6月在上海同济大学试验线上成功试跑,经过系统优化确定最终技术方案,于2021年1月研制出成套系统并开始了六个月的联调联试。2021年7月20日,其整车在青岛下线,标志着我国掌握了高速磁浮成套技术和工程化能力。至此,历时5年攻关,时速600公里高速磁浮交通系统正式下线,成功攻克关键核心技术,系统解决了速度提升、复杂环境适应性、核心系统国产化等难题,实现了系统集成、车辆、牵引供电、运控通信、线路轨道等成套工程化技术的重大突破。
车辆方面,我国首列5辆编组的时速600公里高速磁浮工程化列车正式“成形”,开发出新头型及气动方案,研制了满足超高速气密承载要求的轻质高强度车体,自主开发悬浮导向和测速定位装置,突破关键制造工艺,掌握了悬浮架、电磁铁及控制器等关键核心部件制造技术。
此外,技术团队还攻克了大功率IGCT牵引变流、高精度同步牵引控制等关键技术,同时完成了高速磁浮牵引供电系统的自主化研制。掌握高速条件下车地通信超低时延传输、分区交接控制等关键技术,创新建立了适应长大干线自动追踪运行的高速磁浮运控系统。开发了满足列车高速平稳运行的高精度新型轨道梁。时速600公里高速磁浮交通系统已完成了集成和系统联调,5辆编组列车在厂内调试线上实现了整列稳定悬浮和动态运行,各项功能性能良好。
列车代号SFCF02,2023年底CF600其中两节车辆运抵上海,编入上海磁悬浮“电力飞车”进行试验,2024年07月底开始不载客试运营。
2020年,西南交通大学联合中国中车、中国中铁等单位协同攻关,共同开展高温超导磁浮交通工程化样车和试验线的工程化研究,构建了高温超导高速磁浮交通系统集成技术体系。西南交通大学负责工程化样车与试验线的总体设计并与中车唐山机车车辆有限公司共同负责磁浮样车的开发与研制,成都西南交通大学设计院有限公司负责试验线的设计并完成项目的总集成,中车株洲电机有限公司负责电机制造、中铁二局集团有限公司负责线路施工。该车采用轨抱车安全结构技术、大载重高温超导磁浮技术、长定子永磁同步直线电机、全碳纤维轻量化车体、低阻力头型、电涡流制动与安全导向一体化等新技术和新工艺。悬浮和导向不需要主动控制、不需要车载电源,系统相对简单,悬浮和导向只需用廉价的液氮(77 K)冷却,与常导和低温超导磁悬浮车相比具有系统重量轻,结构简单,制造和运行成本低的优点。
2021年01月13日,由西南交通大学研发的高速磁悬浮工程样车在成都下线,这是中国研发的第二款高速磁悬浮列车,也是世界上首款采用高温超导技术的1:1磁浮工程样车。高温超导系统最大的特点是无源自稳定,即不用通电列车也可悬浮在轨道上方,导向也不需要主动控制,该工程化试验段悬浮高度为10-20毫米,每米悬浮能力设计为2吨,每米最大承载能力为3吨,车辆长度为21米。
2023年3月31日,由中车长客自主研制的国内首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行,该系统同样可以实现自悬浮、自导向、自稳定。据中车长客介绍,超导电动磁浮交通系统由车辆、轨道、牵引供电、运行通信等系统构成。系统的悬浮、导向间隙大,对线路的适应能力强,提速空间大;车辆设有走行装置,应急运行能力强,安全性高。2024年07月,在中车长客建厂70周年的会场上,超导电动磁浮列车正式亮相。
超导电动高速磁浮车采用铰接联挂技术,最高设计速度600 km/h,头车长29.355 m,宽3 m、高3.5 m,车体采用高强度铝合金与碳纤维复合材料、焊接与铆接复合连接工艺和全尺寸车载高温超导磁体,开发兼容胶轮接触运行以及悬浮导向运行的“双模式”悬浮架,车体内设有电磁防护材料。具有高效、安全、节能环保、智能舒适的特点,适用于地上、隧道等多种线路。
超导磁体主要由第二代高温超导带材制成的超导磁极、兼具储冷与承载的固氮腔、轻量化且低漏热的绝热支撑、具有高真空保持性能的真空杜瓦、励磁与数据采集系统等组成。每台超导磁体内包含两个超导磁极,极距为1500 mm,磁场强度最高可达5T,磁场衰减速率低至0.5%/天。具有失超裕度大、脱机运行时间长、补磁能耗低、系统简洁、维修维护便捷等特点。
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列车开往的方向并不重要,
重要的是窗外的风景和看风景的心情。
处在嘈杂的动态中,
却是静而细腻的心思。