中低速磁浮列車(chē)懸浮斬波器優(yōu)化研究.pdf

1、相比輪軌列車(chē)，磁懸浮列車(chē)具有噪聲小、爬坡能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)彎半徑小等優(yōu)點(diǎn)。而在城市軌道交通中，中低速磁浮列車(chē)是一種非常有競(jìng)爭(zhēng)力的公共交通方式。本文所研究的中低速磁浮列車(chē)懸浮斬波器，即是控制磁浮列車(chē)懸浮高度的關(guān)鍵器件。
　　本文結(jié)合同濟(jì)大學(xué)“中低速磁浮實(shí)驗(yàn)線的斬波器優(yōu)化”項(xiàng)目開(kāi)展，通過(guò)采用新的器件及新的電路結(jié)構(gòu)。以實(shí)現(xiàn)斬波器在體積、重量和效率方面的優(yōu)化。
　　文章從分析現(xiàn)有上海臨港中低速磁浮列車(chē)懸浮斬波器主電路結(jié)構(gòu)入手，通過(guò)原理和仿真

2、分析，發(fā)現(xiàn)其存在的問(wèn)題。其一，斬波器母線電容無(wú)法放電，當(dāng)斬波器突然斷電停止工作后，懸浮電磁鐵中的能量轉(zhuǎn)移到母線電容上，導(dǎo)致電容電壓升高。因此要選用高壓母線電容和功率器件，且所需母線電容容量很大。其二，采用同型號(hào)的主接觸器和充電接觸器，增加了斬波器的體積和重量，同時(shí)也使成本上升。其三，斬波器使用1200VIGBT模塊作為開(kāi)關(guān)器件，損耗大，采用風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)散熱，導(dǎo)致噪聲大。其四，在電氣連接上，斬波器內(nèi)部全部使用導(dǎo)線連接，不便于生產(chǎn)和維護(hù)。<

3、br>　　針對(duì)現(xiàn)有斬波器存在的問(wèn)題，以減小斬波器體積和重量，降低工作噪聲，提升效率和穩(wěn)定性為目的，對(duì)斬波器主電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并通過(guò)仿真進(jìn)行驗(yàn)證。優(yōu)化設(shè)計(jì)主要有以下四點(diǎn)內(nèi)容，第一，用斬波開(kāi)關(guān)電路取代充電接觸器，實(shí)現(xiàn)斬波器啟動(dòng)充電控制和輸入過(guò)流保護(hù);第二，增加母線放電回路，釋放突然停電時(shí)電時(shí)電磁鐵轉(zhuǎn)移到中間母線電容上的能量;第三，采用650V的MOSFET開(kāi)關(guān)管作為功率開(kāi)關(guān)器件，取代1200V的IGBT，減小開(kāi)關(guān)損耗;第四，由于發(fā)熱減小，

4、從而省去風(fēng)扇，減小了整機(jī)噪聲。
　　基于以上的理論和仿真分析，對(duì)斬波器進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。按功能將硬件電路分為主電路、控制電路兩部分，并分別介紹其硬件設(shè)計(jì)。優(yōu)化后的懸浮斬波器硬件電路，在器件上做到了小型化，高效率。電路結(jié)構(gòu)上采用插針直接連接，簡(jiǎn)化接線，同時(shí)提高可靠性。
　　最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)檢驗(yàn)硬件設(shè)計(jì)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。對(duì)比現(xiàn)有斬波器，體積減小50％，重量減小到23％，無(wú)風(fēng)扇，無(wú)噪音，從而證明優(yōu)化后斬波器達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。