中低速磁浮列车传感器防浪涌设计及改进

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1、中低速磁浮列车传感器防浪涌设计及改进翟毅涛1，吴峻1，曾晓荣1,2（1.国防科学技术大学机电工程与自动化学院，湖南长沙，410073；2.中国人民解放军73685部队，江苏南京，210000）摘要：为提高磁浮列车悬浮传感器的可靠性，分析在雷击、电源干扰等工况条件下的浪涌产生机理，确定了浪涌冲击试验的内容，从通流量的角度说明已有防浪涌电路设计的可行性并指出了其在高温环境下在可靠性方面存在的不足。分别从降压和分流的角度进行分析，通过在原有电路中并接大容量电容的方式降低了浪涌对敏感器件的冲击，提高了传感器电源的抗浪涌冲击能力。关键词：磁浮列车；悬浮传感器；浪涌；可靠性

2、中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：DesignandAmeliorationtoPreventSurgeinSensorsoftheMiddle-lowVelocityMaglevTrainZHAIYitao1,WUJun1,ZENGXiaorong1,2(1.CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation,NationalUniversityofDefenseTechnology,ChangshaHunan410073,China;2.Troop73685ofPLA,NanjingJiangsu21000

3、0,China)Abstract:Inordertoimprovethereliabilityofthelevitationsensorinmaglevtrain.,mechanismofsurgeunderthecircumstancesofthunderstrikeandpowersupplyinterferencewereanalyzed;detailsofthesurgeexperimentwereconfirmed.Feasibilityoftheexistingcircuitdesigntosuppresssurgewasexplainedinvie

4、wofcurrentflowcapacity,andinsufficiencyofreliabilityathightemperaturewaspointedout.Analyzedinaspectofvoltagereducingandcurrentshunting,withalarge-capacitycapacitanceshuntedinfrontoftheoriginalcircuit,theimpactofthesurgetothesensitivecomponentsisreduced,andthecapabilityofthesensorpowe

5、rtosuppresssurgeispromoted.KeyWord:maglevtrain,levitationsensor,surge,reliability*收稿日期：2015-11-09作者简介：翟毅涛（1985－），男，陕西西安人，博士研究生，E-mail：zyt_maglev@163.com；吴峻（1973－）（通信作者），男，研究员，博士，E-mail：wujun@maglev.cn；曾晓荣（1983－），男（汉族），江西省上饶市人，博士研究生，E-mail：longxiao881@163.com5中低速磁浮列车是近年来发展迅速的一项先进的轨道交通

6、工具。与一般轮轨列车不同，磁浮列车采用电磁力支撑车体，采用直线电机牵引列车运行，车体与轨道无接触。对于磁浮列车来说，稳定悬浮是车辆安全、可靠运行的基础，而悬浮传感器作为获取电磁铁悬浮间隙数据的列车关键设备，其可靠性直接关系到悬浮的稳定乃至列车的安全性。由于线路高架及列车自身供电方式的影响，浪涌冲击成为影响传感器可靠性的重要因素，其作为一种特殊的电磁干扰，持续时间长、能量大，往往会造成元件或设备的损毁。因此，提高传感器的浪涌冲击抗扰度十分必要。接地、分流和屏蔽是浪涌防护的基本手段[1][1]。如避雷针可以通过提供低阻抗路径将雷电能量泄放至大地，避雷网可以形成“法拉

7、第笼”阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。但这些措施一般用于避免建筑物的遭受雷击的影响。对于悬浮传感器而言，应采用浪涌防护器件将直接雷或感应雷的能量分流。目前常见的浪涌防护器件包括气体放电管、压敏电阻、TVS、固体放电管等，各种器件的电流吸收能力、钳位电压、响应速度等性能有较大差异[1][2]。考虑到传感器的工作状况，文献[3]中采用了压敏电阻和TVS组合保护的方式，并得到了较为满意的试验结果，但却忽略了传感器的工况环境可能导致的隐患。本文阐述了传感器可能遭受的浪涌产生机理，对原有保护电路在实际高温环境下可能存在的可靠性隐患进行了分析，提出在原电路前端并接大容

8、量电容的方式降低浪涌对器