四象限软开关悬浮斩波器研究

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1、第45卷第4期电力电子技术Vo1．45．No．42011年4月PowerElectronicsApril2011四象限软开关悬浮斩波器研究夏猛，徐俊起，龙文波，郭育华(1．西南交通大学，磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室，四川成都610031；2．上海磁浮交通发展有限公司，上海201203；3．北京动车客车段，北京100064)摘要：传统的H桥悬浮斩波器开关损耗高、效率低、发热量较大，并且存在较严重的电磁干扰。为改善传统悬浮斩波器开关管的工作状态，将软开关应用到四象限悬浮斩波器中，使开关管发热较低，进而能够稳定工作。介绍了

2、一种零电压转换四象限软开关悬浮斩波器，通过谐振电路的作用使主开关管工作在零电压导通状态。试验表明．采用软开关技术的悬浮斩波器的其主开关管导通损耗、温升等均小于传统悬浮斩波器。关键词：斩波器；磁悬浮；零电压转换；四象限软开关中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2011)O4—0o98一O2ResearchonFour--quadrantSoft··switchingMaglevChopperXIAMeng，XUJun—qi，LONGWen—bo，GUOYu—hua’(1．KeyLaborator

3、yofMagneticSuspensionTechnologyandMaglevVehwle，Chengdu610031，China；2．ShanghaiMaglevTransportationDevelopmentCo．，Lid．，Shanghai201203，China；3．BeijingEMU-passengerTrainDepartment，Bering100064，China)Abstract：ThetraditionalH—bridgemaglevchopperhasthedrawbacksoflargeswi

4、tchinglosses，loweficiency，highheatandheavyEMI．Inordertoimprovetheworkingstateoftheswitcher，soft—switchingmethodisappliedintothetraditionalmaglevchopper，whichmakestheswitcherworkinginasteadystate．Thispaperintroducesazero-voltage—transitionfour·quadrantsoft—switchin

5、gmaglevchopper．Themainswitchercanworkinazero-voltageopen—stateunderthefunctionofresonantcircuit．Thetestshowsthattheopenswitchinglosses，temperatureriseofsoft—switchingmaglevchopperarelowerthanthetraditionalmaglevchopper．Keywords：chopper；maglev；zero—voltage—transiti

6、on；four—quadrantsoft—switching1引言流变化而变化。通过谐振电路使开关器件工作在零电压导通状态。悬浮斩波器是磁浮列车悬浮控制系统的重要组成部分，为悬浮电磁铁提供激励电流。在混合悬2四象限软开关悬浮斩波器的原理浮系统中，应用四象限斩波器实现负载电流双向图l示出四象限软开关悬浮斩波器主电路．流动。传统的悬浮斩波器采用硬开关模式，开关器包括4个开关管VT～VT4。谐振支路包括谐振开件IGBT的电压电流应力较高。当直流输入400～关管VT。和VTr2、谐振电感L和谐振电容C。由500V电压时。IGBT导

7、通时刻的电压变化率可达于存在谐振软开关．使其输出电压变化率减小．因4kV／Ixs，开关工作环境较恶劣，开关损耗高、效率此可省去两个输出滤波电感。低、发热量大、电磁辐射比较严重，并且开关管使用寿命会相应缩短。利用软开关技术可提高斩波频率，减小开关器件的电压电流应力，提高功率密度．减小电磁辐射．可提供一个较好的电磁兼容环境，提高信号处理电路的可靠性。因此有必要在悬浮斩波器中应用软开关技术⋯此处介绍了一种四象限软图1主电路拓扑开关悬浮斩波器．实现了软开关时间随负载电的假设所有元件均为理想元件．因电磁铁电感定稿日期：2010—12

8、—31量较大，可近似为恒流源处理，认为负载电流作者简介：夏猛(1985一)，男，山东德州人，硕士研究生恒定。当斩波器工作在～、三象限时，其工作时序I2l研究方向为电机控制和软开关技术。如图2所示。98四象限软开关悬浮斩波器研究况下，IGBT导通波形。软开关工作状况见图3a，IGBT导通时间3．44s；硬