中低速磁浮列車懸浮斬波器優(yōu)化研究.pdf

1、相比輪軌列車，磁懸浮列車具有噪聲小、爬坡能力強、轉彎半徑小等優(yōu)點。而在城市軌道交通中，中低速磁浮列車是一種非常有競爭力的公共交通方式。本文所研究的中低速磁浮列車懸浮斬波器，即是控制磁浮列車懸浮高度的關鍵器件。
　　本文結合同濟大學“中低速磁浮實驗線的斬波器優(yōu)化”項目開展，通過采用新的器件及新的電路結構。以實現(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懸浮斬波器主電路結構入手，通過原理和仿真

2、分析，發(fā)現(xiàn)其存在的問題。其一，斬波器母線電容無法放電，當斬波器突然斷電停止工作后，懸浮電磁鐵中的能量轉移到母線電容上，導致電容電壓升高。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，同時也使成本上升。其三，斬波器使用1200VIGBT模塊作為開關器件，損耗大，采用風扇強迫通風散熱，導致噪聲大。其四，在電氣連接上，斬波器內(nèi)部全部使用導線連接，不便于生產(chǎn)和維護。<

3、br>　　針對現(xiàn)有斬波器存在的問題，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，對斬波器主電路進行優(yōu)化設計，并通過仿真進行驗證。優(yōu)化設計主要有以下四點內(nèi)容，第一，用斬波開關電路取代充電接觸器，實現(xiàn)斬波器啟動充電控制和輸入過流保護;第二，增加母線放電回路，釋放突然停電時電時電磁鐵轉移到中間母線電容上的能量;第三，采用650V的MOSFET開關管作為功率開關器件，取代1200V的IGBT，減小開關損耗;第四，由于發(fā)熱減小，

4、從而省去風扇，減小了整機噪聲。
　　基于以上的理論和仿真分析，對斬波器進行硬件設計。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計。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。電路結構上采用插針直接連接，簡化接線，同時提高可靠性。
　　最后，通過實驗環(huán)節(jié)檢驗硬件設計，并對實驗結果進行分析。對比現(xiàn)有斬波器，體積減小50％，重量減小到23％，無風扇，無噪音，從而證明優(yōu)化后斬波器達到預期的設計目標。