解析新型直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)中開關(guān)電源的設(shè)計(jì)方案

4 實(shí)驗(yàn)

根據(jù)文中開關(guān)電源設(shè)計(jì)方案，搭建出試驗(yàn)樣機(jī)。BUCK電路開關(guān)管使用IXYS公司3 300 V，30 A等級IGBT;DC/DC電路開關(guān)管使用三菱公司PS系列1 200 V，25 A等級IPM;IGBT驅(qū)動(dòng)選擇瑞典CONCEPT公司驅(qū)動(dòng)模塊;變壓器、BUCK電路電容、電感值，均按照前文設(shè)計(jì)方案選取。系統(tǒng)額定電壓半載時(shí)，考核波形如圖7、圖8所示。

圖7中，上數(shù)第一通道為BUCK電路IGBT兩端電壓波形，上數(shù)第三通道為輸出電壓波形，中間通道為BUCK電路電感電流波形，因?yàn)槭褂秒娏縻Q的緣故，故示波器該通道上顯示為電壓波形。圖中電感電流值為實(shí)際值的8倍，且因半載工況下電感電流斷續(xù)，IGBT兩端電壓在相應(yīng)區(qū)間出現(xiàn)輕微上浮。

此外，由于沒有安裝吸收電路，因此IGBT在開通、關(guān)斷瞬間會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰，電感上同樣存在電流尖峰。在后續(xù)研究中，可以嘗試在BUCK電路IGBT兩端加裝吸收電路，以達(dá)到去除干擾的效果。

圖8中，上數(shù)第一通道為變壓器原邊電壓波形，上數(shù)第三通道為二極管整流后電壓波形，中間通道為DC600V波形，由于在樣機(jī)實(shí)驗(yàn)中，RC吸收電路參數(shù)均經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證，最后選擇最優(yōu)方案使用，因此DC/DC變換電路實(shí)際波形較好。

5 結(jié)束語

根據(jù)新型直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的需求，本文設(shè)計(jì)了一種具兩級降壓結(jié)構(gòu)的新型開關(guān)電源。給出了系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)、器件選型過程、控制系統(tǒng)與控制策略、保護(hù)邏輯以及仿真模型，最后用實(shí)驗(yàn)證明了設(shè)計(jì)的正確性與合理性。針對網(wǎng)側(cè)存在的短時(shí)脫弓現(xiàn)象，提出了相應(yīng)預(yù)防措施。最后通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性能良好，完全滿足新型直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的要求。

目前，該開關(guān)電源樣機(jī)正在內(nèi)蒙新型直線電機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)試驗(yàn)線進(jìn)行后續(xù)相關(guān)試驗(yàn)。