专利名称：用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及到磁悬浮列车领域，特指一种用于磁悬浮列车中混合电磁铁 的悬浮控制装置，其中磁悬浮列车也称为磁悬浮车辆、磁悬浮列车、磁浮车辆等，或简称为 车辆或列车。
背景技术：
为了起到节能的效果，现有的磁悬浮车辆上一股将永磁体和电磁铁混合在一起形 成混合电磁铁作为磁悬浮装置。但是在使用过程中，永磁体会一直产生恒定方向和大小的 磁力，将给悬浮控制装置在不同工况下的控制造成影响。为了使电流磁场与永磁磁场叠加 所形成的磁力大小处于与载荷相平衡的值，需要悬浮控制装置应该能够根据悬浮间隙自动 调节电磁铁中电流的大小和方向，使悬浮间隙保持稳定，同时具有较小的重量和体积。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本实用新 型提供一种结构简单紧凑、体积小、成本低廉、精度高、控制效果好的用于磁悬浮列车中混 合电磁铁的悬浮控制装置。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。一种用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装置，包括磁悬浮控制单元、斩波 器和间隙信号传感器，所述磁悬浮控制单元的输入端与间隙信号传感器相连，所述磁悬浮 控制单元的输出端与斩波器相连，所述斩波器的输出端与混合电磁铁的电磁线圈相连，其 特征在于所述斩波器为双向电流斩波器，所述磁悬浮控制单元根据悬浮间隙的大小调整 双向电流斩波器输出电流的方向和大小。作为本实用新型的进一步改进所述磁悬浮控制单元和斩波器安装于机箱内，所述机箱的一侧设有散热片。所述斩波器为H桥结构，包括呈H形布置的四个绝缘栅双极型晶体管。与现有技术相比，本实用新型的优点就在于1、本实用新型用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装置，机箱既是斩波器的 散热装置，又是斩波器和处理器的安装载体，有效减轻了重量和体积；2、本实用新型用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装置，斩波器能够根据处 理器的要求为电磁铁线圈提供双向电流；3、本实用新型用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装置，悬浮处理器能够根 据悬浮间隙的大小自动调节电流的大小与方向。
图1是本实用新型的框架结构示意图；图2是具体实施例中双向电流斩波器的电路原理示意图；[0015]图3是具体实施例中磁悬浮控制单元的框架结构示意图；图4是本实用新型在应用实例中的结构示意图。图例说明 1、磁悬浮控制单元；2、斩波器；3、间隙信号传感器；4、电磁线圈；5、机箱；6、散热 片；7、轨道；8、混合电磁铁铁芯。
具体实施方式
以下将结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步详细说明。如图1、图2、图3和图4所示，一种用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装 置，包括磁悬浮控制单元1、斩波器2和间隙信号传感器3，磁悬浮控制单元1的输入端与间 隙信号传感器3相连，磁悬浮控制单元1的输出端与斩波器2相连，斩波器2的输出端与混 合电磁铁的电磁线圈4相连，斩波器2为双向电流斩波器，磁悬浮控制单元1根据悬浮间隙 的大小调整双向电流斩波器输出电流的方向和大小。如图2所示，在应用实例中，电磁线圈 4绕设于混合电磁铁铁芯8上，斩波器2与电磁线圈4相连，间隙信号传感器3安装于轨道 7与混合电磁铁铁芯8之间用来采集两者之间的间隙信号。当混合电磁铁当中永磁体所产 生的磁力超过所需要的磁力时，双向电流斩波器输出电流所形成的磁场将与混合电磁铁中 永磁体的磁场方向相反；当永磁体所产生的磁力低于所需要的磁力时，双向电流斩波器输 出电流所形成的磁场将与混合电磁铁中永磁体的磁场方向相同，从而始终保持电流磁场与 永磁磁场叠加所形成的磁力大小处于与载荷相平衡的值，进而使悬浮间隙处于设定值。双 向电流斩波器可以把输入为200V到500V之间的直流电压转换为脉冲宽度调制电压，即PWM 电压，这种电压将作为整个悬浮控制装置的输出信号输出到与该悬浮控制装置相连接的电 磁永磁混合电磁铁上以产生所需要的双向电流。磁悬浮控制单元1和斩波器2安装于机箱5内，机箱5的一侧设有散热片6。斩波 器2和磁悬浮控制单元1可以安装于机箱5的底部，机箱5底部设有散热片6 ；也可以在机 箱5的侧壁上，散热片6则相应的位于机箱5的侧壁上。本实用新型将安装斩波器2和磁 悬浮控制单元1的载体同时作为散热器使用，从而简化了机箱5结构，减小了整机的重量和 体积。这种一体化机箱5 —方面可以作为整个悬浮控制装置的安装载体，同时也作为整个 悬浮控制装置的散热载体。斩波器2为H桥结构，包括呈H形布置的四个绝缘栅双极型晶体管。本实施例中， 斩波器2采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率元件，采用H桥结构，其拓扑图如图2 所示。当IGBT管Q1，Q4导通，Q2，Q3截止时，将产生正向电流；当IGBT管Ql，Q4截止，Q2， Q3导通时，将产生反向电流。磁悬浮控制单元1采用数字电子技术实现，以微处理器或数字信号处理器作为核 心处理部件。磁悬浮控制单元1将模拟传感器信号经AD采样后转化为数字信号或直接接 收数字化传感器的数字信号，并在微处理器或数字信号处理器中按照控制算法进行运算得 到控制量，再根据控制量输出两路PWM波控制斩波器2中IGBT的通断，从而调节电磁线圈 4中电流的大小和方向。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于 上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装置，包括磁悬浮控制单元(1)、斩波器(2)和间隙信号传感器(3)，所述磁悬浮控制单元(1)的输入端与间隙信号传感器(3)相连，所述磁悬浮控制单元(1)的输出端与斩波器(2)相连，所述斩波器(2)的输出端与混合电磁铁的电磁线圈(4)相连，其特征在于所述斩波器(2)为双向电流斩波器，所述磁悬浮控制单元(1)根据悬浮间隙的大小调整双向电流斩波器输出电流的方向和大小。
2.根据权利要求1所述的用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装置，其特征在 于所述磁悬浮控制单元(1)和斩波器(2)安装于机箱(5)内，所述机箱(5)的一侧设有散 热片(6)。
3.根据权利要求1或2所述的用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装置，其特征 在于所述斩波器(2)为H桥结构，包括呈H形布置的四个绝缘栅双极型晶体管。
专利摘要本实用新型公开了一种用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装置，包括磁悬浮控制单元、斩波器和间隙信号传感器，所述磁悬浮控制单元的输入端与间隙信号传感器相连，所述磁悬浮控制单元的输出端与斩波器相连，所述斩波器的输出端与混合电磁铁的电磁线圈相连，斩波器为双向电流斩波器，所述磁悬浮控制单元根据悬浮间隙的大小调整双向电流斩波器输出电流的方向和大小。本实用新型是一种结构简单紧凑、体积小、成本低廉、精度高、控制效果好的用于磁悬浮列车中混合电磁铁的悬浮控制装置。
文档编号B60L13/04GK201633567SQ20102016397
公开日2010年11月17日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者佘龙华, 张志洲, 李晓龙, 王宁, 郝阿明, 龙鑫林 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学