磁浮列车的优点

1、磁浮列车的优点第1页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五報告大綱磁浮列車的原理常導型/磁吸型(EMS)與超導型 / 超導磁斥型 (MDS)的比較德、日、中三國磁浮列車發展比較磁浮列車的優缺點分析磁浮運輸技術的影響磁浮運輸技術的展望第2页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五前言 當一列時速300公里的列車，倏忽掠過軌道旁一處養鴨人家時，想像中，池塘邊的鴨子必定會嚇得鼓動翅膀，嘎嘎地四處飛跳。但事實並非如此，它們仍自顧地吃喝玩耍，全然無視於列車的經過。這是怎麼一回事？ -沒錯 這台列車 就是 磁浮列車第3页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星

2、期五磁浮列車浮起的原理 一般人都會以為利用斥力的磁浮車是在車體和地上都裝有同極的磁鐵，但實際上則是在車體中裝置磁鐵，在地面上放置金屬板或線圈，並不是同極磁鐵。日本國鐵的磁浮列車是採用在地面上放置線圈的方式，當磁鐵通過線圈上面時，線圈內的磁束便會發生變化，依據電磁感應的原理，在線圈產生電流，使線圈具有與磁鐵同極的磁性。如此一來，車體與地面之間便產生了斥力而使得車體保持上浮。第4页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五輔助車輪當車子靜止時，由於線圈的磁束不會發生變化產生同極的磁性，所以利用斥力的磁浮車在靜止時並不會浮起來。此外由於必須先啟動，使線圈產生感應電流令列車懸浮，因此列車

3、上必須備有【輔助車輪】，作為起飛與降落之用。啟動時以車輪帶動，當時速達40公里以上時，列車才開始懸浮，此時輪子便自動收起。第5页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五磁浮列車前進的原理 由於車輛完全懸浮在空中，無法像傳統的輪軌車輛般使用轉 動車輪的方式以帶動車輛，目前解決這個問題的方法最常用的是線型馬達（Linear Motor）的應用。線型馬達除了推動車輛之外，還可以有煞車的作用，其煞車的能量可以再回生供系統使用。 第6页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五線性馬達線型馬達原理和一般傳統的旋轉式馬達相同。一般馬達利用電流的變化，磁場，再感應轉子轉動。線型

4、馬達就好比將傳統馬達攤開，使線圈繞成直條狀，如此原本旋轉的磁場就變成了直線方向行進的磁場，而轉子的轉動也變成直線移動了。此時，可依需要選擇將轉子或定子其中之一固定在車輛下方，另一“子”固定於軌道上，即可藉由線型馬達的作用推動車輛。第7页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五 常導型也常稱為磁吸型(EMS)，以德國的 transrapid為代表，它是利用普通直流電磁鐵電磁吸引力的原理將列車懸起，懸浮的氣隙較小，一般為10毫米左右。 超導型磁浮列車也稱超導磁斥型(MDS)，以日MAGLEV為代表。它是利用超導磁體產生的強磁場，列車運行時與佈置在地面上的線圈相互作用，產生電動斥力將

5、列車懸起，懸浮氣隙較大，一般為100毫米左右。 雖然利用一般電磁鐵的相吸相斥亦可製造磁浮列車，但配有高溫超導體的磁浮列車由於磁力較強，故可浮的較高；一般僅使用電磁鐵的磁浮列車其離地面高度僅公分，而採用超導體者可達公分。於實際應用上，此種差異則會造成相當大的影響：若列車運行時遭遇地震，離地公分的磁浮列車自然會叫離地僅公分高的磁浮列車安全許多。常導型VS超導型第8页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五EMS vs EDS優點缺點吸引式停車中亦可上浮磁抗力小(即行駛阻力)可賴現有技術配合而成只上浮1公分,因此軌道必須維持極高的精準度停電立即落下為保持上浮高度,須經常的控制感應反斥

6、式上浮10公分,能在軌道上安全行駛無須控制上浮停電時不會立即落下低速無法上浮,需加輔助車輪低速行駛時磁抗力太大(行駛阻力)需要超導及極低溫等技術配合第9页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五 引導系統(Guidance System) 是為了使車體保持在車道上方，不致於左右飄離。 由於漂浮和引導線圈的任何一方都有連接電力電纜,所以能保持列車行駛在軌 道的中央 ,藉著受到距列車較遠端的邊所產生的吸引力和較近端的邊的排斥力使列車能一直保持移動在軌道的中心而不會偏向任何一方! 第10页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五世界各國磁浮的比較德國日本中國第11页，

7、共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五德國專注常導的研究世界上最早研究磁浮列車的國家 研究始於1968年常導型為主不採用超導磁體而應用常規電磁技術，也就是電磁懸浮。(EMS)第12页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五日本對超導情有獨鐘 採用超導磁浮，也就是電動懸浮(EDS) 12/4/2003列車的時速達到了581公里 2005/03/06日本第一條商業磁浮列車系統已開始提供服務 。第13页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五德日兩國技術之比較 磁浮運輸系統之技術組成可分為兩大類: 懸浮技術 推動技術德國-電磁力系統 Electro M

8、agnetic System 日本-電動力系統 Electro Dynamic System 第14页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五中國捷足先登世界第一條商業磁浮列車系統採用常導型電磁力系統新的MAS3型磁浮列車 第15页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五上海磁浮隱憂長期運營效益沒有技術基礎最先進技術最先進的陸地交通方式與國情不符如此重要的交通建設竟然是旅遊項目不恰當位置的不恰當項目第16页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五磁浮列車的優點:l、克服了傳統鐵路提高速度的障礙，發展前景更廣闊 1979年就創造了517km/hr的

9、速度記錄。目前技術已經成熟，可進入500km/hr實用運營線的階段。普通列車的速度主要是受限於輪軌間 的黏性力，而磁浮列車的速度則受限于空氣阻力。 2、當今運營速度最高(500km/hr)的地面客運交通工具，具不可取代的優越性 若在500km/hr的高速磁懸浮，則比飛機優越的旅行距離將達1500公里以上。國際上250300km/hr的高速輪軌鐵路迄今共有13條運營線，總長4369公里。除日本東京-博多線全長1069公里外，其它均小于600公里。由于距離繼續增大，旅客更多選擇了飛機，占有率急劇下降，1200公裡時降至約30。第17页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五磁浮列車

10、的優點:3、耗能低 它在500km/hr速度下每座位公里 的能耗僅為飛機的1/3至l/2，比汽車小30。 (6O0km/hr左右核算) 高速火車 磁浮EMS 磁浮EDS 汽車 飛機 (瓦特时 / 座位公里) 35.4 73.1 36 144 3524、噪音小 列車透過時25米距離處的噪音，300km/hr德國TR磁浮列車為83分貝，ICE列車為88至90分貝。 高速列車 磁浮列車 汽車 100（公裡/時） 82分貝 67分貝 76分貝 250（公裡/時） 92分貝 82分貝5、採用電力驅動，不燃油，污染小 其發展不受能源架構，特別是燃油供應的限制。無有害氣體排放，環境污染小。第18页，共23页

11、，2022年，5月20日，10点24分，星期五磁浮列車的優點:6、啟動泊車快，爬坡能力強，選線自由度較大 等速下，磁浮列車轉彎半徑小，選線自由度較大，所以線路可較短、占地少、可適應修建的地段多，減少隧道和山谷橋架等建築費用降低總投資。 7、安全、舒適，維修費用低 磁浮列車沒有車輪和鐵軌的接觸以及與受電弓的機械接觸，震動小，舒適性好，其工作屬於無磨損營運，不需潤滑油，可在特殊環境下使用(如高溫、低溫、真空中等)。維修主要集中在電子技術方面，不需大量體力勞動。德國TR07磁浮列車ICE輪軌高速磁浮列車爬坡104 啟動 50秒後(行程2公里) 200km/hr 100秒後(行程4.8公里)300km

12、/hr 150秒後(行程9.6公里)400km/hr(行程5公里)達200km/hr第19页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五磁浮列車的缺點:1. 價格昂貴。當前估計，高速磁懸浮線的投資比高速輪軌鐵路高15倍。由于磁浮車廂零部件精密度極高，中國沒有能力製造，全都得從德國進口，其價格非常昂貴，每節車廂要1億多元，45節車廂就需追加投資約50億，幾乎是個無底洞。總投資可能達到120億 。2.停電時，控制裝置故障需有對策。第20页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五磁浮運輸技術的影響 在磁浮運輸系統的發展過程中日本與德國是兩大贏家，他們又因發展大電力之推展相

13、關技術，成為現今世界各國中具有超大型電力電子技術及對電磁系統之相關設計與高速車輛流體力學計算，獨享鰲頭之局面，日本更因發展極低溫之金屬超導系統，成為世界上商業運轉超導技術之唯一國家，促成國家整體超導技術之快速成長，此類大型國家研發計畫所產生之效益，實非當時決策著所能預見；相對地，美國在磁浮技術的研發上，因為國家之發展重點不同，僅能由重點大學及國家研究室進行點的研究，最終還是在進度上大幅落後，淪落為自國外技術引進之下場，值得讓人深省與思考。第21页，共23页，2022年，5月20日，10点24分，星期五磁浮運輸技術的展望 展望本世紀之交通運輸系統發展，隨著石油來源逐漸耗竭，人類將對高效率及低環境衝擊交通運輸系統之倚賴度逐漸升高，而軌道運輸系統中的磁浮列車已逐漸被世界各國重視，瑞士所提出的地下化磁浮系統更是積極進行中，雖然背負著無法與道統輪軌系統共構與造價昂貴的弱點，但是磁浮列車是中程運輸系統（約1,000公里距離）中能源效率與安全性最高之結論是無庸置疑，若搭配區間捷運之短程運輸網路，在本世