CN209545438U - 一种磁浮列车悬浮斩波器及磁浮列车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磁浮列车悬浮斩波器及磁浮列车，包括母线电源、充电电阻、充电开关、母线和驱动板，充电电阻和开关设于母线电源和母线之间，开关包括并联连接的第一开关和第二开关，且第一开关与充电电阻串联，母线包括相对设置的第一母线和第二母线，第一母线和第二母线分别与母线电源的两端连接，且第一母线和第二母线之间设有并联连接的电容和半桥电路，半桥电路包括第一SIC MOSFET模块、第二SIC MOSFET模块和电磁铁线圈，电磁铁线圈串联设于第一SIC MOSFET模块和第二SIC MOSFET模块之间的桥臂上，且第一SIC MOSFET模块和第二SIC MOSFET模块均与驱动板连接。本实用新型中悬浮斩波器便于大规模生产和维护，且结构紧凑，能与电磁铁相集成，从而提高了悬浮斩波器的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及到磁浮列车技术领域，尤其涉及一种磁浮列车悬浮斩波器及磁浮列车。
背景技术
随着磁浮列车的普及，从而对磁浮列车的悬浮系统提出了模块化、小型化和轻量化的要求。在传统的悬浮控制箱中，悬浮斩波器是体积最大和重量最重的部件，而且传统的悬浮斩波器所使用的Si IGBT模块的损耗也较大；通过Shaoyong Yang等学者做的一份功率变流装置可靠性的调查显示，其中功率器件和电容引起的故障是最多的。而悬浮斩波器在控制箱中没有冗余设计，一旦发生故障，就会使相应的悬浮点失去悬浮力，存在较大的安全隐患。
鉴于此，如何能够在方便大规模生产和维护，使悬浮控制箱尽可能紧凑，最好能与电磁铁相集成的情况下，降低系统散热需求，缩小散热器体积，提升功率密度，提高斩波器的使用寿命成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种磁浮列车悬浮斩波器及磁浮列车，该悬浮斩波器便于大规模生产和维护，同时使得悬浮控制箱结构紧凑，且能与电磁铁相集成，降低了系统的散热需求，缩小散热器体积，提升了功率密度，从而提高了悬浮斩波器的使用寿命。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种磁浮列车悬浮斩波器，包括母线电源、充电电阻、充电开关、母线和驱动板，所述充电电阻和开关设于母线电源和母线之间，所述开关包括并联连接的第一开关和第二开关，且第一开关与充电电阻串联，所述母线包括相对设置的第一母线和第二母线，所述第一母线和第二母线分别与所述母线电源的两端连接，且第一母线和第二母线之间设有并联连接的电容和半桥电路，所述半桥电路包括第一SIC MOSFET模块、第二SIC MOSFET模块和电磁铁线圈，所述电磁铁线圈串联设于第一SICMOSFET模块和第二SIC MOSFET模块之间的桥臂上，且第一SIC MOSFET模块和第二SICMOSFET模块均与驱动板连接。
优选地，所述第一SIC MOSFET模块和所述第二SIC MOSFET模块之间的桥臂上还设有电流传感器，所述电流传感器与所述电磁铁线圈串联连接。
优选地，所述第一SIC MOSFET模块和所述第二SIC MOSFET模块之间的桥臂上还设有第一电抗器和第二电抗器，所述第一电抗器位于所述第一SIC MOSFET模块与所述电磁铁线圈之间，所述第二电抗器位于所述第二SIC MOSFET模块与所述电磁铁线圈之间。
优选地，所述第一SIC MOSFET模块和所述第二SIC MOSFET模块的两端均并联设有RC吸收回路。
优选地，所述第一SIC MOSFET模块和所述第二SIC MOSFET模块型号为FF300R12KT3。
优选地，所述驱动板型号为CGD15HB62P1，且所述第一SIC MOSFET模块和所述第二SIC MOSFET模块直接与所述驱动板连接。
优选地，所述母线电源与所述母线之间设有电源滤波器。
优选地，所述第一母线与第二母线之间设有与所述电容并联的放电电阻。
优选地，所述第一母线与第二母线之间还设有电压传感器。
一种磁浮列车，包括上述任一项所述的磁浮列车悬浮斩波器。
与现有技术比较，本实用新型中的悬浮斩波器便于大规模生产和维护，而且使得悬浮控制箱结构紧凑，能与电磁铁相集成，降低了系统散热的需求，缩小了散热器体积，从而提升了功率密度，提高了悬浮斩波器的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图，
图2是本实用新型测试的实验结果示意图。
图中：1.母线电源，2.充电电阻，3.开关，31.第一开关，32.第二开关，41.第一母线，42.第二母线，5.电容，61.第一SIC MOSFET模块，62.第二SIC MOSFET模块，7.电磁铁线圈，8.驱动板，9.电流传感器，10.第一电抗器，11.第二电抗器，12.RC吸收回路，13.电源滤波器，14.放电电阻，15.电压传感器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，一种磁浮列车悬浮斩波器，包括母线电源1、充电电阻2、充电开关3、母线和驱动板8，所述充电电阻2和开关3设于母线电源1和母线之间，所述开关3包括并联连接的第一开关31和第二开关32，且第一开关31与充电电阻2串联，所述母线包括相对设置的第一母线41和第二母线42，所述第一母线41和第二母线42分别与母线电源1的两端连接，且第一母线41和第二母线42之间设有并联连接的电容5和半桥电路，所述半桥电路包括第一SICMOSFET模块61、第二SIC MOSFET模块62和电磁铁线圈7，所述电磁铁线圈7串联设于第一SICMOSFET模块61和第二SIC MOSFET模块62之间的桥臂上，且第一SIC MOSFET模块61和第二SIC MOSFET模块62均与驱动板8连接。本实施例中的悬浮斩波器便于大规模生产和维护，而且使得悬浮控制箱结构紧凑，能与电磁铁相集成，降低了系统散热的需求，缩小了散热器体积，从而提升了功率密度，提高了悬浮斩波器的使用寿命。本实施例中，当所述第一开关31和所述充电电阻2给所述电容5充满电之后，接通所述第二开关32即可将所述充电电阻2短路，直接供电给所述母线。
如图1所示，所述第一SIC MOSFET模块61和所述第二SIC MOSFET模块62之间的桥臂上还设有电流传感器9，所述电流传感器9与所述电磁铁线圈7串联连接。本实施例中，通过所述电流传感器9检测流经所述电磁铁线圈7的电流，进一步保证系统的正常运转。
如图1所示，所述第一SIC MOSFET模块61和所述第二SIC MOSFET模块62之间的桥臂上还设有第一电抗器10和第二电抗器11，所述第一电抗器10位于所述第一SIC MOSFET模块61与所述电磁铁线圈7之间，所述第二电抗器11位于所述第二SIC MOSFET模块62与所述电磁铁线圈7之间。本实施例中，通过在所述第一SIC MOSFET模块61和所述第二SIC MOSFET模块62之间的桥臂上设置所述第一电抗器10和所述第二电抗器11，在一定范围内，提高了悬浮斩波器的电磁兼容性能。
如图1所示，所述第一SIC MOSFET模块61和所述第二SIC MOSFET模块62的两端均并联设有RC吸收回路12。本实施例中，通过在所述第一SIC MOSFET模块61和所述第二SICMOSFET模块62的两端并联设置RC吸收回路12，可以有效消除所述SIC MOSFET模块在开关过程中由于电压电流的快速变化所导致的开关振荡，大大提高了所述悬浮斩波器的稳定性能。
如图1所示，所述第一SIC MOSFET模块61和所述第二SIC MOSFET模块62型号为FF300R12KT3。本实施例中，型号为FF300R12KT3的SIC MOSFET模块的集电极与发射集电压可达1200V，其连续集电极电流最大值可为300A，且栅极－发射极峰值电压为+-20V，有效保证所述悬浮斩波器的功率损耗和系统的散热需求较小，提高了悬浮斩波器的使用寿命。
如图1所示，所述驱动板8型号为CGD15HB62P1，且所述第一SIC MOSFET模块61和所述第二SIC MOSFET模块62直接与所述驱动板8的接口连接。本实施例中，型号为CGD15HB62P1的所述驱动板8具有短路保护和欠压保护功能，能同时为两个SIC MOSFET模块提供驱动信号，而且该所述驱动板8能够直接将所述第一SIC MOSFET模块61和所述第二SICMOSFET模块62安装在其接口上，最大程度减少了驱动部分的杂散电流。
如图1所示，所述母线电源1与所述母线之间设有电源滤波器13。本实施例中，通过在所述母线电源1与所述母线之间设置抗电磁干扰电源滤波器13，可以有效防止电源噪声干扰，提升所述悬浮斩波器的精准性。
如图1所示，所述第一母线41与所述第二母线42之间设有与所述电容5并联的放电电阻14。本实施例中，当断电后，通过所述放电电阻14自动将所述电容5的电放掉，提高操作的安全性能。
如图1所示，所述第一母线41与所述第二母线42之间还设有电压传感器15。本实施例中，通过所述电压传感器15检测所述第一母线41与所述第二母线42之间电压情况，监测系统的正常运行。
一种磁浮列车，包括上述任一项所述的磁浮列车悬浮斩波器。本实施例中，所述磁浮列车采用了上述悬浮斩波器，所述悬浮斩波器的使用寿命得到了有效提升，进而保证了所述磁浮列车的稳定安全运行。
为了更好的理解本实用新型的工作原理和技术效果，下面以本实用新型的悬浮斩波器为原型进行实验测试。
如图2所示，图中直线a为负载电流(即电磁铁线圈电流)，所述电磁铁线圈7电流为26A，图中曲线b为Uds波形，从图中可以看出，由于电流电压的快速变化所带来的悬浮斩波器的开关振荡被有效消除，证明了本实用新型中的悬浮斩波器的使用寿命得到了有效提升。
以上对本实用新型所提供的一种磁浮列车悬浮斩波器及磁浮列车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种磁浮列车悬浮斩波器，其特征在于，包括母线电源、充电电阻、开关、母线和驱动板，所述充电电阻和开关设于母线电源和母线之间，所述开关包括并联连接的第一开关和第二开关，且第一开关与充电电阻串联，所述母线包括相对设置的第一母线和第二母线，所述第一母线和第二母线分别与母线电源的两端连接，且第一母线和第二母线之间设有并联连接的电容和半桥电路，所述半桥电路包括第一SIC MOSFET模块、第二SIC MOSFET模块和电磁铁线圈，所述电磁铁线圈串联设于第一SIC MOSFET模块和第二SIC MOSFET模块之间的桥臂上，且第一SIC MOSFET模块和第二SIC MOSFET模块均与驱动板连接。
2.如权利要求1所述的磁浮列车悬浮斩波器，其特征在于，所述第一SIC MOSFET模块和所述第二SIC MOSFET模块之间的桥臂上还设有电流传感器，所述电流传感器与所述电磁铁线圈串联连接。
3.如权利要求2所述的磁浮列车悬浮斩波器，其特征在于，所述第一SIC MOSFET模块和所述第二SIC MOSFET模块之间的桥臂上还设有第一电抗器和第二电抗器，所述第一电抗器位于所述第一SIC MOSFET模块与所述电磁铁线圈之间，所述第二电抗器位于所述第二SICMOSFET模块与所述电磁铁线圈之间。
4.如权利要求3所述的磁浮列车悬浮斩波器，其特征在于，所述第一SIC MOSFET模块和所述第二SIC MOSFET模块的两端均并联设有RC吸收回路。
5.如权利要求4所述的磁浮列车悬浮斩波器，其特征在于，所述第一SIC MOSFET模块和所述第二SIC MOSFET模块型号为FF300R12KT3。
6.如权利要求5所述的磁浮列车悬浮斩波器，其特征在于，所述驱动板型号为CGD15HB62P1，且所述驱动板直接连接在所述第一SIC MOSFET模块和所述第二SIC MOSFET模块上。
7.如权利要求6所述的磁浮列车悬浮斩波器，其特征在于，所述母线电源与所述母线之间设有电源滤波器。
8.如权利要求7所述的磁浮列车悬浮斩波器，其特征在于，所述第一母线与第二母线之间设有与所述电容并联的放电电阻。
9.如权利要求8所述的磁浮列车悬浮斩波器，其特征在于，所述第一母线与第二母线之间还设有电压传感器。
10.一种磁浮列车，其特征在于，包含权利要求1～9所述的磁浮列车悬浮斩波器。
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