通常各种机车和电动车辆都由于轮缘与轨面之间存在着黏着力，才避免动轮对在钢轨上打滑发生空转，从而使机车或电动车辆产生牵引力，驱动车辆前进。由于车辆黏着力的大小不仅与轮-轨间的正压力成正比，而且还随着车辆速度的上升而显著减小，在超高速下可比一般速度下小一个数量级以上。因此，车辆的最大牵引力不能超过轮-轨间的极限黏着力。常规轮-轨系统的机车或电动车辆，不仅在机械上难于满足超高速下的要求，在牵引力上也很难实现350千米/小时以上的超高速运行要求。此外，常规的旋转式直流牵引电动机也难于克服超高速下的机械应力和换向困难。故在超高速下运行的车辆必须采用气垫（气悬浮）或磁垫（磁悬浮），使其抬离地面，消除与地面的直接摩擦，再用能胜任超高速索引并作直线运动的线性电动机驱动。

车辆的磁悬浮力由磁悬浮系统产生。磁悬浮系统一般有3种，即永磁式磁悬浮系统、常导电吸引式磁悬浮系统和超导电推斥式磁悬浮系统。①永磁式磁悬浮系统，功率小、速度低，故不能用于市内交通。②常导电吸引式磁悬浮系统，可使车辆上浮10～20毫米，应用较多。③超导电推斥式磁悬浮系统，可产生强大的电动斥力，使车辆上浮100毫米左右，是磁悬浮系统的发展方向。图1所示为常导电吸引式磁悬浮电动车辆断面。图中装在车体底部的磁悬浮装置的初级线圈，与装在地面导向轨侧面的反应板（次级线圈）相互吸引，使车体抬离地面，通过控制磁悬浮装置初级线圈中的电流，可自动保持车体悬浮的高度。兼有导向作用的反应板与导向电磁铁相互作用，其电磁力可以使车辆保持在导向轨的中心线上，并沿一定方向前进。超导电推斥式磁悬浮电动车辆，由车体上的超导体和路基上的载流线圈之间的强大电动斥力使车辆悬浮。

图1 常导电吸引式磁悬浮电动车辆断面

牵引磁悬浮电动车辆的直线电动机有异步和同步两类。

把异步电动机的定子沿径向剖开并拉直，再用平直的导板取代转子，即构成异步直线电动机。定子为直线电动机的初级绕组，导板则为次级绕组，两者分别置于车体和地面。装在车体下的初级绕组通入三相交流电后，产生沿车体纵向平行移动的气隙磁场，这种行波磁场的移动速度为：

式中为交流电源频率；为直线电动机的极矩。行波磁场以同步速度切割装在地面导向轨上的次级绕组（即反应板），使它产生感应电动势和电流，此电流与行波磁场相互作用即产生沿导轨切向的牵引力。当改变电源的频率时,可实现车辆的启动和调速。改变电流的相序时，可使车辆反方向运行。频率和相序的改变也可由装在车内的变频器来实现。

常导磁悬浮列车可达400～500千米/时，超导磁悬浮列车可达500～600千米/时。它的高速度使其在1000～1500千米的旅行距离中比乘坐飞机更优越。在500千米/时速度下，每座位/千米的能耗仅为飞机的1/3～1/2，比汽车也少耗能30%。因无轮-轨接触，所以大大省去了车辆和路轨的维修费用。而且磁悬浮列车在运行时不与轨道发生摩擦，发出的噪声较低。

磁悬浮列车一般以5米以上的高架通过平地或翻越山丘，不可避免开山挖沟对生态环境造成破坏。磁悬浮列车在路轨上运行，按飞机的防火标准实行收费配置。磁悬浮列车具有造价高、高耗电、辐射大、不可靠等特点，因此前景不理想，没有得到普遍的应用。

磁悬浮电动车辆的设计思想早在20世纪初期已经提出，但因其技术复杂、投资大，到60年代才在一些工业先进国家实现，并开始试运行。最早投入正式运行的磁悬浮电动车辆交通线路，是英国伯明翰市的一条通往国际机场的道路（图2）。采用常导型线性感应电动机驱动磁悬浮电动车辆。近代超导材料的发现和应用，为这种新型车辆的发展开辟了新的前景。

图2 磁悬浮列车在英国铁路国际车站和附近的伯明翰机场之间的高架轨道上行驶