磁浮铁路是依靠磁力将车辆悬浮于导轨上，利用直线电机驱动列车前进的铁路系统。研究成果表明，磁浮铁路运行速度可达600km/h以上。在500km/h的速度下，磁浮列车每座位千米的能耗仅为飞机的1/3～1/2；磁浮列车从结构上抱住轨道梁，列车不会脱轨，安全可靠性高；磁浮铁路没有传统铁路轮轨接触时的噪声和振动，环境友好性强。

磁浮铁路的产生和发展是与世界科学技术进步以及铁路的发展密不可分的。世界铁路的发展大体上经历了初创时期、筑路高潮时期、停滞不前时期和现代化时期。

(1)初创于铁路停滞不前时期

1825年英国在大林顿到斯托克顿之间修建了21km的世界上第一条铁路。从此以后，欧、美等比较发达的国家竞相仿效，开始修建铁路。

第一次世界大战后到20世纪60年代初，由于战后公路和航空运输的快速发展，主要资本主义国家的公路、航空与铁路的竞争更为激烈，铁路客货运量的比例逐渐减少，世界铁路进入了停滞不前时期。

为了提高铁路旅客列车的运行速度，提高铁路的竞争力，1914年Bachelet在英国进行了基于电磁感应相斥原理的直线电机模型试验。

1922年，德国的赫尔曼·肯佩尔(Hermann Kemper)提出了电磁悬浮理论。1934年申请了“无轮车辆悬浮铁路”专利(DRP No．643316)。一年之后，它还提出了原型车辆，展示该系统的承载能力(承载能力为210kg)。1936年Kemper发表的论文阐述了电磁吸引式(EMS)的磁浮铁路的概念。

20世纪40年代，美国等国家进行了磁悬挂系统的开发，20世纪50年代，开发了磁性支撑(轴承)和风洞模型的磁性支撑，1959年，Polgreen提出了带导向轮的采用永久磁铁相斥悬浮方式的磁浮铁路。

到了1960年，德国、英国、美国、日本等国家几乎同时通过用气垫方式和磁浮方式进行了高速铁路的开发。在这些国家的许多大学，也对磁悬浮的基本原理和推进用的直线电机进行了学术研究，从侧面支持了磁浮铁路的研究。

(2)发展于铁路现代化时期

在电磁悬浮理论诞生之后的近40年间，由于战后经济不景气、世界铁路的停滞不前和当时科技水平的制约，磁浮铁路技术几乎没有什么大的发展。

以1964年世界上第一条高速铁路(东海道新干线)建成通车为标志，世界铁路进入了现代化时期，其明显的标志是列车运行速度的提高。在这种形势下，一些比较发达的国家开始重视磁浮铁路技术的研究。

1969年德国的克劳斯-马菲公司KM(Krauss-Maffei)采用短定子直线电机列车驱动技术，研制了“运捷01”(TransRapid 01，简称TR01)号磁浮试验车。两年后，德国使用TR02号试验车达到164km/h的试验速度。1984年德国建成了埃姆斯兰(Emsland)试验线。在该试验线上，采用德国的第一个原型车TR06，最高试验速度达到412km/h(1983年)；采用第二个原型车TR07，最高试验速度达到450km/h(1993年)。1999年德国试制完成了准备用于实际的应用型列车TR08。

1972年日本磁浮试验车辆悬浮走行成功，试验速度为60km/h，1999年4月载人试验速度达552km/h，1999年11月双向列车会车速度1003km/h。

1974年英国在德比进行磁浮试验，后在伯明翰建成620m磁浮线路，1984年运营，1996年关闭。这是到20世纪末为止在世界范围内唯一一条曾经投入商业运营的磁浮铁路线路。

其他国家如前苏联、美国、加拿大、法国、韩国、澳大利亚、罗马尼亚、中国等国也曾开展过试验研究。

(3)成熟于21世纪

20世纪末，经过多个国家长期的试验研究，逐渐形成了以日本为代表的超导超高速磁浮铁路ML技术、德国常导超高速磁浮铁路TR技术以及日本主要用于中短途客运的中低速地面运输系统HSST技术。这三种磁浮铁路技术都修建了相应的试验线，并在试验线上进行了充分的试验研究，相应的车辆、轨道、供电、运行控制等设施及相关技术经过多次改进日趋完善，已经建成或正在准备修建实用化的线路。

日本ML技术已经在山梨试验线上进行了两个阶段的试验，对试验成果的评估结论为“已确立实用化的基础技术”。2003年12月在山梨试验线上创造了581km/h的陆路交通最高试验速度。

德国TR技术已在我国上海成功得到应用，上海磁浮线已成功运营5年。TR08磁浮车于2003年11月在其上创造了501km/h的最高试验速度。

日本HSST技术已在东部丘陵线得到应用，该线在2005年3月投入运营，已成功运营4年。

2019年9月，国家铁路局批准发布铁道行业标准《磁浮铁路技术标准（试行）》（TB 10630-2019），自2020年1月1日起实施。这是我国磁浮铁路领域的基础性行业标准，将为规范和引领磁浮铁路建设和装备制造提供重要的技术支撑。

1.悬浮、导向原理

磁浮铁路从悬浮机理上可分为电磁悬浮和电动悬浮。

电磁悬浮EMS(Electromagnetic Suspension)就是对车载的、置于导轨下方的悬浮电磁铁(或永久磁铁加励磁控制线圈)通电励磁而产生电磁场，电磁铁与轨道上的铁磁性构件(钢质导轨或长定子直线电机定子铁芯)相互吸引，将列车向上吸起悬浮于轨道上，电磁铁和铁磁轨道之间的悬浮间隙(称为气隙)一般约8～10 mm。列车通过直线电机来牵引运行，通过控制悬浮电磁铁的励磁电流来保证稳定的悬浮气隙。

电动悬浮EDS(Electrodynamic Suspension)就是当列车运动时，车载磁体(一般为低温超导线圈或永久磁铁)的运动磁场在安装于线路上的悬浮线圈中产生感应电流，两者相互作用，产生一个向上的磁力将列车悬浮于路面一定高度(一般为10～15 cm)。列车运行靠直线电机牵引。与电磁悬浮相比，电动悬浮系统在静止时不能悬浮，必须达到一定速度(约120 km/h)后才能悬浮。

2.直线电机驱动原理

磁浮列车的牵引电机都是直线电机。直线电机可以认为是半径无限大的旋转电机，这时转子的旋转运动就可以看作为直线运动。若将直线电机的定子和转子分别装在车辆和轨道上，则可实现驱动车辆的目的。直线电机一般可分为两种形式，即长定子直线同步电机和短定子直线感应电机。

按照不同的角度可以将磁浮铁路分成不同的种类。下面是常见的几种分类方式：

(一)按应用范围划分

应用范围主要体现在线路长度、在路网中的作用、最高运行速度等方面。据此磁浮铁路可以划分为干线磁浮铁路、城际磁浮铁路和城市磁浮铁路三种类型。

(1)干线磁浮铁路。这里的干线包括特别繁忙干线、繁忙干线、主要干线和一般干线，线路长度一般超过500km，在国家重要的交通运输大通道担当客运主力，连接经济发达地区、经济大区或大中城市，在路网中起重要的骨干作用。

(2)城际磁浮铁路。其线路长度在500km以下、连接客运繁忙的相邻两大城市。运行速度一般达到中高速铁路的速度范围。

(3)城市磁浮铁路。其线路长度一般不超过50km，承担市内交通、机场内交通或机场与市区间交通的任务。由于运行距离较短，列车的运行速度一般是在中低速的速度范围内。

(二)按绕组材料划分

根据直线电机线圈绕组是否使用超导材料，磁浮铁路可以划分为超导磁浮和常导磁浮。

(1)超导磁浮。超导磁浮的线圈绕组使用超导材料。超导材料在周围环境温度低于其临界温度后就处于超导状态，即超导绕组内的电阻几乎为零。超导磁浮根据工作温度的不同还分为高温超导磁浮和低温超导磁浮两种类型。超导电磁铁能产生强大的磁场，具有极高的工作效率，因此可以使列车获得更大的驱动力、悬浮高度和更快的运行速度。

(2)常导磁浮。常导磁浮使用普通材料制成线圈绕组，采用普通导体通电励磁，产生电磁浮力、驱动力、导向力。该种直线电机及线圈绕组具有结构简单、养护维修方便等优点。其主要缺点是线圈绕组中电阻较大，线圈绕组容易发热，悬浮功耗较大，列车的运行速度也会受到一定的限制。

(三)按驱动方式划分

列车的运行工况(启动、牵引、惰行、制动)及运行速度完全由定子绕组中的移动磁场控制。按照直线电机的初级线圈(定子线圈)的安设位置不同，磁浮铁路可以划分为导轨驱动和列车驱动两种类型。

(1)导轨驱动。导轨驱动也称为路轨驱动、地上一次式驱动。直线电机的初级线圈(定子线圈)设置在导轨上，车上安装次级或励磁部分。导轨驱动方式一般采用长定子直线同步电机LSM驱动技术。其列车的运行工况及运行速度完全由地面控制中心控制，列车上的司机不能直接控制。

(2)列车驱动。列车驱动也称车上一次方式，一般采用直线感应电机LIM驱动，即把电机的初级线圈(定子线圈)部分安装在车辆上，把次级部分安装在轨道上。列车驱动方式的列车运行工况及运行速度可由列车司机控制。

另外，按照车辆悬浮原理及方式不同，磁浮铁路可以划分为永磁悬浮、电磁悬浮、电动悬浮等三种类型；磁浮铁路所使用的导轨结构有多种形式。常用的有“T''、“⊥”、“U”和“一”形导轨等。

(1)速度高：高速磁浮列车速度可达到430～550 km/h，在1 000 km左右的中程和远程线路上，乘坐高速磁浮列车旅行所耗用的时间比乘坐飞机所用的总旅行时间要少(见第9章第l节)，填补了高速铁路与航空运输之间的速度断档。

(2)选线灵活：磁浮铁路利用电磁作用来实现车辆的启动、制动以及走行，不受轮轨黏着限制，理论上限制坡度可以达到100‰。磁浮铁路由于不存在轮轨接触，不会脱轨，也不会对轨道造成磨耗，因而可以采用较大的超高值，从而实现小半径曲线。

(3)对环境影响较小：磁浮铁路通过无接触方式实现支承、导向、启动、制动和供电，避免了车轨界面的接触，不产生机械噪声。在相同速度下，磁浮铁路的噪声比轮轨铁路噪声要低得多。磁浮铁路的强磁场存在于车辆与线路界面的间隙处，对人体的影响来自从间隙处泄漏的磁通量。电磁悬浮系统由于间隙很小，且磁力线通过间隙闭合，故磁通的泄漏量很少，与地球磁场相当，远低于家用电器，电磁污染强度非常低。

(4)安全性能好：高速磁浮列车和轨道梁之间相互抱合，即使较大的超高也不会发生脱轨。先进的运行控制系统能够保证每一段长定子范围内只有一列车运行，防止了列车相撞和追尾事件的发生。冗余措施能保证在外部电网发生故障时，列车能借助自身动能，在安全制动模式下行驶到下一车站或辅助停车区。

(5)能耗较低：磁浮列车无接触运行，使用现代的大功率电力电子技术，驱动、导向和车上供电均采用了先进的节能技术，相同速度下，磁浮铁路是低能耗的。随着列车速度提高，能耗主要用于克服空气阻力做功。