磁懸浮技術

磁懸浮技術

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外文名 ：electromagnetic levitation 簡 稱： EML,EMS 主要原理 ：Earnshaw理論 分 類 ：主動懸浮、被動懸浮等 誕 生 ：十九世紀 極速記錄：603 km/h(2015年) 極速記錄車型：L0型磁懸浮列車

磁懸浮技術（英文：electromagnetic levitation， electromagnetic suspension）簡稱EML技術或EMS技術)是指利用磁力克服重力使物體懸浮的一種技術。

目前的懸浮技術主要包括磁懸浮、光懸浮、聲懸浮、氣流懸浮、電懸浮、粒子束懸浮等，其中磁懸浮技術比較成熟。

磁懸浮技術實現形式比較多，主要可以分為系統自穩的被動懸浮和系統不能自穩的主動懸浮等。

磁懸浮列車是由無接觸的磁力支承、磁力導向和線性驅動系統組成的新型交通工具，主要有超導電動型磁懸浮列車、常導電磁吸力型高速磁懸浮列車以及常導電磁吸力型中低速磁懸浮。

磁懸浮技術原理是集電磁學、電子技術、控制工程、信號處理、機械學、動力學為一體的典型的機電一體化高新技術。

目錄

簡介

隨着航天事業的發展，模擬微重力環境下的空間懸浮技術已成為進行相關高科技研究的重要手段。目前的懸浮技術主要包括電磁懸浮、光懸浮、聲懸浮、氣流懸浮、靜電懸浮、粒子束懸浮等，其中電磁懸浮技術比較成熟。

電磁懸浮技術（electromagnetic levitation）簡稱EML技術。它的主要原理是利用高頻電磁場在金屬表面產生的渦流來實現對金屬球的懸浮。

原理

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磁懸浮是利用懸浮磁力使物體處於一個無摩擦、無接觸懸浮的平衡狀態，磁懸浮看起來簡單，但是具體磁懸浮懸浮特性的實現卻經歷了一個漫長的歲月。

由於伴隨着電子技術、控制工程、信號處理元器件、電磁理論及新型電磁材料的發展和轉子動力學的進一步的研究，磁懸浮隨之解開了其神秘一方面。

發展歷史

1900年初，美國，法國等專家曾提出物體擺脫自身重力阻力並高效運營的若干猜想--也就是磁懸浮的早期模型。並列出了無摩擦阻力的磁懸浮列車使用的可能性。 然而，當時由於科學技術以及材料局限性磁懸浮列車只處於猜想階段，未提出一個切實可行的辦法來實現這一目標。

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1842年，英國物理學家Earnshow就提出了磁懸浮的概念，同時指出：單靠永久磁鐵是不能將一個鐵磁體在所有六個自由度上都保持在自由穩定的懸浮狀態。

1934年，德國的赫爾曼·肯佩爾申請了磁懸浮列車這一的專利。

在20世紀70、80年代，磁懸浮列車系統繼續在德國蒂森亨舍爾測試和實施運行。德國開始命名這套磁懸浮系統為「磁懸浮」。

1966年，美國科學家詹姆斯·鮑威爾和戈登·丹比提出了第一個具有實用性質的磁懸浮運輸系統。

1970年代以後，隨着世界工業化國家經濟實力的不斷加強，為提高交通運輸能力以適應其經濟發展的需要，德國、日本、美國、加拿大、法國、英國等發達國家相繼開始籌划進行磁懸浮運輸系統的開發。

2009年時，國內外研究的熱點是磁懸浮軸承和磁懸浮列車，而應用最廣泛的是磁懸浮軸承。它的無接觸、無摩擦、使用壽命長、不用潤滑以及高精度等特殊的優點引起世界各國科學界的特別關注，國內外學者和企業界人士都對其傾注了極大的興趣和研究熱情。

應用

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國際上對磁懸浮軸承的研究工作也非常活躍。1988年召開了第一屆國際磁懸浮軸承會議，此後每兩年召開一次。1991年，美國航空航天管理局還召開了第一次磁懸浮技術在航天中應用的討論會。至2012年，美國、法國、瑞士、日本和中國都在大力支持開展磁懸浮軸承的研究工作。國際上的這些努力，推動了磁懸浮軸承在工業上的廣泛應用。

國內對磁懸浮軸承的研究工作起步較晚，尚處於實驗室階段，落後外國約20年。1986年，廣州機床研究所與哈爾濱工業大學首先對「磁力軸承的開發及其在FMS中的應用」這一課題進行了研究。此後，清華大學、西安交通大學、天津大學、山東科技大學、南京航空航天大學等都在進行這方面的研究工作。

至2012年在工業上得到廣泛應用的基本上都是傳統的磁懸浮軸承(需要位置傳感器的磁懸浮軸承)，這種軸承需要5個或10個非接觸式位置傳感器來檢測轉子的位移。由於傳感器的存在，使磁懸浮軸承系統的軸向尺寸變大、系統的動態性能降低，而且成本高、可靠性低。此外，由於傳感器的價格較高，從而導致磁懸浮軸承的售價很高，大大限制了它在工業上的推廣應用。

2009年8月，參觀者在北京看磁懸浮列車軌道，北京城建設計研究總院的總工楊秀仁透露，北京正在做一條磁懸浮線的長期規劃———通往門頭溝的S1軌道線路正在籌劃，計劃採用中國自主研發的磁懸浮技術。而由北京控股磁懸浮技術發展有限公司和國防科技大學合作的中低速磁浮列車，是中國唯一具有完全自主知識產權的磁懸浮列車。

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