磁悬浮列车是根据“异性相吸”原理设计的,这是一种吸力悬浮系统,利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁和铺设在轨道上的磁铁。
磁悬浮列车装有电磁铁,铁路底部装有线圈。通电后,地面线圈产生的磁场极性始终与列车上电磁铁的极性相同,两者为“同极性相斥”,车辆因磁场产生的吸力而漂浮。
磁悬浮列车头部电磁铁的N极被安装在前面轨道上的电磁铁的S极吸引,同时又被后面安装在轨道上的电磁铁的N极排斥。当列车向前行驶时,线圈中电流流动的方向是相反的,即原来的S极变成了N极,N极变成了S极。当循环交替时,火车将向前运行。稳定性由导航系统控制。
电磁体安装在磁悬浮列车的底部和两侧转向架的顶部。感应板和感应钢板分别安装在工字形轨道的上方和上臂部的下方。控制电磁铁的电流,使电磁铁与铁轨之间保持1cm的间隙,使转向架与列车之间的引力与列车的重力平衡,通过磁铁的引力使列车悬浮约1cm,使列车悬浮在铁轨上。这必须精确控制电磁铁的电流。
线圈也安装在铁轨的两侧,交流电将线圈变成电磁铁。它与火车上的电磁铁相互作用,使火车前进。列车头部的电磁铁(N极)被轨道前部的电磁铁(S极)吸引,被轨道后部的电磁铁(N极)排斥——结果就是一个“推”,一个“拉”。
磁悬浮列车在运行时与轨道保持一定的间隙(一般为1—10cm),因此运行安全、平稳、舒适,无噪音,可实现全自动运行。磁悬浮列车的使用寿命可以达到35年,而普通轮轨列车只有20-35年。磁悬浮列车轨道的使用寿命是80年,普通轨道是60年。此外,磁悬浮列车在启动后39秒内达到最高速度。目前最高速度是日本磁悬浮列车在2003年达到的581 km/h。
一个供电区域内只能运行一列列车。赛道两边25米处都有隔离网,两边都有防护设备。弯道半径8000米,肉眼几乎是一条直线;最小半径为1300米。乘客不会感到不舒服。整条轨道两侧50米范围内都安装了世界上最先进的隔离装置。
悬浮列车的驱动是位于轨道两侧的线圈中流动的交流电,可以将线圈变成电磁铁。由于它与火车上的电磁铁相互作用,火车启动了。