磁懸浮列車(chē)試驗(yàn)線(xiàn)的電源系統(tǒng)簡(jiǎn)介

重量 逆變器150kg，濾波器250kg；

效率 額定負(fù)載下，>90％。

該輔助變流器具有貫穿短路、過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)，還具有IGBT功率器件故障和電子控制故障等的自診斷功能，實(shí)際運(yùn)行18個(gè)月，沒(méi)發(fā)生任何故障。

2.4 240VDC/DC變換器

240VDC/DC變換器直接為懸浮系統(tǒng)供電，同時(shí)還向懸浮用蓄電池組充電。由于懸浮供電的重要性，在240VDC/DC變換器輸出端并聯(lián)有蓄電池組，以備在240VDC/DC變換器故障情況下繼續(xù)為懸浮系統(tǒng)供電。蓄電池組單獨(dú)供電時(shí)，列車(chē)可以懸浮至少5min，足以滑行至下一車(chē)站檢修。其基本參數(shù)為：

輸入電壓 DC750V(DC500～900V)；

輸出電壓 DC240V穩(wěn)壓精度2％，輸出電壓紋波小于4V(與蓄電池并聯(lián))；

輸出容量 50kW；

冷卻方式 自然風(fēng)冷。

240VDC/DC變換器采用模塊化設(shè)計(jì)思想，便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。使用雙模塊并聯(lián)方式工作，采用主從均流控制方式，能很好地實(shí)現(xiàn)均流控制。當(dāng)其中一個(gè)模塊故障時(shí)，另一個(gè)模塊可以同蓄電池一起為懸浮系統(tǒng)供電。主開(kāi)關(guān)器件為400A/1700V的大功率IGBT，采用光纖驅(qū)動(dòng)技術(shù)。以微處理芯片進(jìn)行數(shù)字化控制，功能強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)了移相控制，有效地減小了輸出紋波和濾波器的體積。高頻變壓器和濾波電感采用微晶材料繞制，縮小了體積，降低了損耗。同時(shí)還具有完善的輸入欠壓、過(guò)壓、過(guò)流、輸出短路、輸出過(guò)流、過(guò)載、過(guò)熱等保護(hù)功能。

240VDC/DC變換器的每組模塊又分為逆變模塊和整流模塊，其中逆變模塊采用半橋電路。DC750V輸入經(jīng)過(guò)充電電阻對(duì)輸入濾波電容充電，當(dāng)電容器充滿(mǎn)電壓后，與充電電阻并聯(lián)的接觸器閉合短接充電電阻，由IGBT組成的半橋逆變電路開(kāi)始工作，將DC750V變成10kHz的方波，通過(guò)高頻變壓器隔離降壓后，再由整流模塊整流和濾波。由于懸浮控制器的輸入端并有大容量的電容，所以每次啟動(dòng)240VDC/DC變換器時(shí)要為電容充電，形成軟啟動(dòng)。軟啟動(dòng)結(jié)束后再投入240V的蓄電池組，240VDC/DC變換器的輸出端加有隔離二極管，防止負(fù)載接反。

2.5 110VDC/DC變換器

110VDC/DC變換器為所有的控制設(shè)備提供電源，包括各種繼電器、接觸器和所有輔助電源的輸入，位置十分重要。其輸出端也并聯(lián)有蓄電池組，當(dāng)蓄電池組單獨(dú)供電時(shí)，至少可以維持10min供電。110VDC/DC變換器也采用半橋逆變電路，由一個(gè)模塊組成，功率余量大，可靠性高，保護(hù)功能完善。采用定頻調(diào)寬PWM方式，斬波頻率20kHz。其基本參數(shù)為：

額定輸出電壓 115V(可上下微調(diào)2V)；

穩(wěn)壓精度 2％；

輸出紋波 10V(與蓄電池并聯(lián))；

額定輸出容量 8kW；

冷卻方式 自然風(fēng)冷。

2.6 DC/DC電源箱

240VDC/DC變換器和110VDC/DC變換器安裝在一個(gè)箱體里面，組成了DC/DC電源箱，便于安裝和維護(hù)。

240VDC/DC變換器和110VDC/DC變換器共同具有以下特點(diǎn)：

1）具有符合蓄電池恒壓限流充電要求的輸出特性，當(dāng)蓄電池過(guò)放時(shí)，具有限流充電保護(hù)功能；

2）在電網(wǎng)供電中斷再恢復(fù)后，能自動(dòng)投入正常運(yùn)行狀態(tài)；

3）具有承受負(fù)載突變的能力；

4）具有短路、過(guò)流、過(guò)載、輸入過(guò)壓和欠壓、過(guò)熱、輸出過(guò)壓和欠壓、蓄電池過(guò)放及防蓄電池反接等保護(hù)功能；

5）具有串行通訊功能；

6）檢測(cè)板能提供各種檢測(cè)信號(hào)，如DC240V輸出電壓，輸出電流，充放電電流；DC110V輸出電壓，輸出電流，充放電電流等；

7）設(shè)置了軟啟動(dòng)過(guò)程，防止啟動(dòng)時(shí)，電流沖擊對(duì)其他元器件造成損害，并可利用該軟啟動(dòng)對(duì)濾波電容進(jìn)行軟充電；

8）控制電路分別設(shè)有輸出電壓反饋環(huán)節(jié)，輸出電流反饋環(huán)節(jié)，充放電電流反饋環(huán)節(jié)，保證了輸出電壓的穩(wěn)定，輸出充放電特性滿(mǎn)足蓄電池組的要求。

經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行考核，該DC/DC電源箱裝置達(dá)到了工作穩(wěn)定，性能可靠，維護(hù)檢修方便的設(shè)計(jì)目的。

2.7 DC24V電源

DC24V電源為車(chē)載照明、雨刮器等低壓電器設(shè)備供電，選用的是潮陽(yáng)公司輸入DC110V，功率1kW的成品電源，在這里就不詳細(xì)介紹了。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上簡(jiǎn)單介紹可以看出，磁懸浮列車(chē)電源系統(tǒng)實(shí)際上就是現(xiàn)代電力電子技術(shù)尤其是電源技術(shù)的結(jié)晶品，相信通過(guò)我國(guó)廣大電源科技工作者的努力，磁懸浮列車(chē)走向大眾的一天已經(jīng)不遠(yuǎn)了！