Development of power supplies for prototypes of eмs maglev cargo transport

Cover Page
  • Authors: Belyakov V.A.1,2, Vasiliev V.N.1, Kukhtin V.P.1, Kuzmenkov V.D.1, Lamzin E.A.1, Lantzetov V.A.1, Larionov M.S.1, Manzuk M.V.1, Nezhentzev A.N.1, Roshal A.G.1, Sytchevsky S.E.1,2, Firsov A.A.1, Shatil N.A.1
  • Affiliations:
    1. Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”
    2. Saint Petersburg State University
  • Issue: Vol 2, No 2 (2016)
  • Pages: 47-49
  • Section: Original paper
  • URL: https://transsyst.ru/transsyst/article/view/7613
  • DOI: https://doi.org/10.17816/transsyst20162247-49
  • Cite item

Abstract


Development of power supplies for prototypes of eмs maglev cargo transport


В процессе работ по созданию системы электромагнитного (ЭМП) подвеса в АО «НИИЭФА» был разработан и испытан мощный источник питания (ИП) для нормально-проводящих электромагнитов (ЭМ), динамические характеристики которого позволяют регулировать ток в индуктивной нагрузке по произвольно заданному закону.

Источник позволяет регулировать величину тока в диапазоне от нуля до 30 А, при этом выходная мощность может достигать 3 кВт. Для компенсации ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении тока в нагрузке, источник динамически регулирует выходное напряжение с помощью системы обратных связей, что позволяет обеспечить требуемую скорость изменения тока. Диапазон регулирования напряжения составляет ±100 В. Ограничения по мощности при достижении максимальных значений напряжения приводят к переключению источника в режим стабилизации напряжения, что, с одной стороны, снижает скорость изменения тока, а с другой обеспечивает защиту источника от перегрузки.

Разработанное устройство, функциональная схема которого показана на рисунке 1, представляет собой однополярный источник постоянного стабилизированного тока, управляемый напряжением.

 

Рис.1. Функциональная схема источника питания

 

Управляющее напряжение Uc, диапазон изменения которого составляет 0-10 В, может поступать от цифроаналогового преобразователя специализированного контроллера, генератора сигналов или другого прибора.

Силовая цепь источника содержит следующие основные узлы: сетевой выпрямитель с накопительным конденсатором, двухступенчатый инвертор 1, синхронный выпрямитель 2, выходной LC-фильтр. Управление работой инвертора осуществляется ШИМ-контроллером 3, а синхронный выпрямитель управляется блоком синхронизации 4. Для реализации алгоритма управления используется сигнал отрицательной обратной связи от датчика тока 6, а также сигналы  с датчиков полярности тока инвертора 5 и выходного напряжения источника 7.

На рисунке 2 представлена осциллограмма, иллюстрирующая работу источника на обмотку электромагнита с индуктивностью порядка 10 мГн.

 

Рис. 2. Осциллограмма тока и напряжения на выходе источника питания: 1 – задающая функция; 2 – выходной ток; 3 – выходное напряжение

 

Рисунок 3 показывает работу источника питания на участках заведения и выведения тока в обмотку электромагнита.

 

Рис. 3. Осциллограмма задающей функции и выходного тока на фронтах: 1, 3 – выходной ток; 2, 4 – задающая функция

 

Как видно из осциллограмм, точность соответствия выходного тока входному управляющему напряжению не выходит за границы области ±2%, что позволяет использовать источник для ответственных применений.

V. A. Belyakov

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”; Saint Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: belyakov@niiefa.spb.su

Russian Federation

V. N. Vasiliev

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: vasilievvn@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

V. P. Kukhtin

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: kukhtin@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

V. D. Kuzmenkov

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: kuzmenkov@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

E. A. Lamzin

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: elamzin@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

V. A. Lantzetov

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: firsov@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

M. S. Larionov

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: larionov@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

M. V. Manzuk

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: manzuk@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

A. N. Nezhentzev

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: nezhentsev@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

A. G. Roshal

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: roshal@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

S. E. Sytchevsky

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”; Saint Petersburg State University

Email: sytch@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

A. A. Firsov

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: firsov@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

N. A. Shatil

Joint Stock Company “D.V. Efremov Scientific Research Institute of Electrophysical Apparatus”

Email: shatiln@sintez.niiefa.spb.su

Russian Federation

Supplementary files

Supplementary Files Action
1. Fig.1. Functional diagram of the power source View (33KB) Indexing metadata
2. Fig. 2. The oscillogram of the current and voltage at the output of the power source: 1 - the driving function; 2 - output current; 3 - output voltage View (38KB) Indexing metadata
3. Fig. 3. Oscillogram of the master function and the output current on the fronts: 1, 3 - output current; 2, 4 - master function View (33KB) Indexing metadata

Views

Abstract - 174

PDF (Russian) - 148

Cited-By


PlumX


Copyright (c) 2016 Belyakov V.A., Vasiliev V.N., Kukhtin V.P., Kuzmenkov V.D., Lamzin E.A., Lantzetov V.A., Larionov M.S., Manzuk M.V., Nezhentzev A.N., Roshal A.G., Sytchevsky S.E., Firsov A.A., Shatil N.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies