國外的交通研究報(bào)告指出，距離約為800 km 的大城市之間的中遠(yuǎn)程運(yùn)輸，對于汽車和火車來說距離太遠(yuǎn)，對飛機(jī)又顯得太近，從成本上來說很不經(jīng)濟(jì)。 然而，這一距離對于磁懸浮列車來說卻非常適合，磁懸浮列車以高達(dá)500 km/ h 的運(yùn)行速度可以填補(bǔ)汽車、火車與飛機(jī)之間的交通運(yùn)輸空擋，還能減輕汽車和飛機(jī)對環(huán)境的污染［ 1 ］。 因此磁懸浮列車將成為現(xiàn)有交通運(yùn)輸系統(tǒng)的有力補(bǔ)充，并使工業(yè)國家存在的高速長途運(yùn)輸問題有望得以解決。

　　高速磁懸浮鐵道運(yùn)輸有EMS 與EDS 兩大系統(tǒng)。 EMS（機(jī)車車輛側(cè)驅(qū)動(dòng)） 是一種吸引式電磁懸浮系統(tǒng)， EDS（軌道側(cè)驅(qū)動(dòng)） 是一種排斥式電動(dòng)懸浮系統(tǒng)。 德國磁懸浮列車的發(fā)展經(jīng)歷了從長定子同步直線電動(dòng)機(jī)的EDS ， 到短定子異步直線電動(dòng)機(jī)的EMS ， 再到長定子同步直線電動(dòng)機(jī)的 EMS 的過程，并最終確定了長定子EMS 的發(fā)展路線。

　　德國高速磁懸浮列車以其無接觸式電磁懸浮、驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)向系統(tǒng)為鐵路交通開辟了新的前景。 磁懸浮列車的速度高達(dá)500 km/ h ， 盡管運(yùn)行速度很高但能量消耗卻不大，運(yùn)行時(shí)沒有摩擦損耗，舒適性好，對環(huán)境的影響很小［ 2 ］。 另外其懸浮和導(dǎo)向系統(tǒng)環(huán)繞導(dǎo)軌（即車輛從外面包著路面），且懸浮、導(dǎo)向和制動(dòng)功能被設(shè)計(jì)成既是冗余的又是各不相同的，因此運(yùn)行時(shí)非常安全。

　　德國磁懸浮列車經(jīng)過長達(dá)數(shù)10 年的發(fā)展，技術(shù)已趨于成熟，目前幾個(gè)國家如德國、美國和中國等正考慮將長定子磁懸浮列車投入使用。 在美國，拉斯維加斯已決定在該城與洛杉磯之間的交通線上使用德國的高速磁懸浮列車;德國針對磁懸浮列車在國內(nèi)的應(yīng)用，也展開了大規(guī)模的調(diào)查， 萊茵走廊/ 美茵—萊茵 / 魯爾以及北德和南德地區(qū)均屬考慮之列;中國上海正在建造磁懸浮鐵路，使用德國高速磁懸浮列車TR -08 技術(shù)，力爭成為世界上第一條實(shí)際應(yīng)用的磁懸浮鐵路。

1 長定子同步直線電動(dòng)機(jī)

　　1. 1 　工作原理

　　德國TR 型磁懸浮列車無接觸式的牽引技術(shù)要求采用長定子同步直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 電機(jī)定子鐵心由015 mm 厚的電工鋼片疊壓而成，被固定在導(dǎo)軌的下部;定子三相繞組由防護(hù)電纜組成，預(yù)先成形，并由敷線車將其嵌放在導(dǎo)軌兩側(cè)的定子槽中。 定子三相繞組通電后，產(chǎn)生一個(gè)移行磁場，與布置在車輛上的懸浮（勵(lì)磁） 磁鐵相互作用，實(shí)現(xiàn)牽引。 其工作原理如圖1 所示。

　　圖1 長定子同步直線電機(jī)的工作原理圖

　　為獲得恒定的懸浮力，德國TR 型磁懸浮列車采用吸引式電磁懸浮原理，由同步電機(jī)的定子鐵心與車輛上的懸浮磁鐵之間形成氣隙磁通產(chǎn)生懸浮力。 其懸浮和牽引系統(tǒng)合二為一，這也是德國TR 型磁懸浮列車的優(yōu)勢所在。 為滿足列車高速運(yùn)行的要求， TR 型磁懸浮列車采用獨(dú)立的導(dǎo)向系統(tǒng)，線路兩側(cè)垂直地布置有鋼板（導(dǎo)向和制動(dòng)軌），車輛兩側(cè)相應(yīng)地布置有導(dǎo)向磁鐵，它與線路的鋼板形成閉合回路。 電磁鐵線圈通電后，可產(chǎn)生足夠的橫向?qū)蛄Γ?dú)立導(dǎo)向系統(tǒng)增加了車的重量和線路成本［ 3 ］。

　　因線路很長，為避免能量損失，將長定子線路分成獨(dú)立區(qū)段，只在車輛所在區(qū)段接通電源，由變電站向安裝在線路兩側(cè)的定子三相繞組供電。 改變?nèi)嘟涣麟娏黝l率，可從靜止到運(yùn)行速度范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整牽引力。