《日本SCMAGLEV磁悬浮系统介绍》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2020-07-03
  • 最新的L0系列列车

    2015年4月21日,一列7辆编组的L0列车跑出了603公里/小时的地面轨道列车速度记录;其商用运营速度是505公里/小时。L0系列高速磁悬浮列车在日本中央新干线运营。列车使用了JR Central公司开发的SCMaglev磁悬浮系统。第一辆L0系列列车在2012年11月交付山梨磁悬浮测试线;第二年6月首列5编组列车完成编组并开始测试运行,当年9月增加到7辆编组,2014年6月又增加到12辆编组列车进行测试。2014年11月,改回7辆编组的列车开始公众试乘运行。

    2020年左右,L0系列的头车计划被新的头车替代(L0改进型)。届时电源将从目前的汽轮机发电改为电感应的方式从铁轨获得电源。

    L0系列头车长度28m(其中空气动力学性能良好的鼻子长15米),载客24人;中间车长24.3m,载客68人。车宽和高分别是2.9m和3.1m。列车是无人驾驶车辆,在头车安装有摄像头,当自动控制系统故障时可进行远程操作。

    SCMAGLEV系统

    超导磁悬浮列车(SCMAGLEV)系统的是日本中央铁路JR Central基于轨道和车辆之间磁排斥原理开发的高铁系统。与传统的轮轨列车不同,SCMAGLEV的加速和减速是通过超导磁体和地面线圈之间产生的磁力实现的,这种技术可以实现列车在500公里/小时以上稳定运行。

    SCMAGLEV系统使用电动力悬浮(EDS)系统,转向架上安装有镍钛超导磁体,通过液氦将其冷却到-269℃、达到超导状态;地面的导轨上安装有两组金属线圈。

    SCMAGLEV没有像传统的列车一样直接在铁轨上行驶,而是在U形混凝土导轨上悬浮。这条导轨包围着车辆。安装在导轨侧壁上的是金属线圈,这是列车行进、悬浮和方向引导的关键。

    轨道两侧布置有一系列呈“8”字缠绕的线圈,线圈同时在轨道底部交叉连接。当列车加速时,超导体的磁场通过磁感应效应在线圈中产生电流。如果列车恰好位于线圈的中心,电势是平衡的,线圈中将没有电流产生;当列车以较低的速度(使用胶轮)行驶时,列车的中心位于线圈中心的下方,电势的不平衡产生托起列车的力;当列车速度达到150公里/小时时,线圈中就会有足够大的电流,将列车托起到轨道上方100毫米的高度。

    同时由于轨道两侧的线圈是交叉相连的,一旦列车偏离的行驶中心,线圈就会有磁感应产生的电流,使得列车回复到中心线行驶。

    推进系统是通过直线电机(LSM)实现的。直线电机类似于将传统的电动机展开:传统的电机内转子对应于车辆转向架上的超导磁体,外部定子对应于导轨上的行进线圈。

    由于高强度的超导体磁场,以及上述特殊的牵引系统,SCMAGLEV可以达到非常高的行驶速度,同时加速度要超过普通的轮轨列车。

    商业运营

    2009年,日本国土交通省(MLIT)认为SCMAGLEV系统已准备好商业运营,并于2011年允许JR Central在中央新干线中使用。该线路将在2027年连接东京和名古屋,并于2045年(可能提前至2037年)延伸到大阪。

    美国曾在计划修建的东北走廊轨道路线中使用SCMAGLEV系统(L0系列列车),但2017年由于“特朗普政府在高铁问题上的立场不明确”,谈判停滞;2019年3月的最新消息是,美国东北磁悬浮列车项目计划在2020年晚些时候或2021年初开始施工,并于2027到2028年投入使用。

    2015年底,JR Central与澳大利亚通用电气等公司合作成立的合资企业计划建造SC磁悬浮列车(连接悉尼、坎贝拉和墨尔本)。

    其他列车系列

    从1972年开始至今,JR Central已累计开发了十几代磁悬浮车辆,包括最新的新干线L0系列改进型列车。行驶速度记录从1987年的400.8公里/小时(MLU001)提升到了目前的603公里/小时(L0系列,2015年)。

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