用于振动试验系统的开关功放的设计与分析

针对线性功放效率低下和传统两电平开关功放电流纹波大,可靠性低等缺点,提出了基于DSP的三电平脉宽调制开关功放,分析了三电平脉宽调制开关功放的原理,讨论了开关功放的电流纹波,提出了计算开关功放效率的数学模型,设计了基于DSP应用于电动振动试验系统的12 kW/3 kHz的开关功放,试验证明该系统具有功率大,效率高,电流失真度小,可靠性高等优点.     

电磁轴承三电平PWM功率放大器研究

根据三电平理论设计了一种电磁轴承PWM开关功放。计算了三电平和两电平式PWM功放的电流纹波，得出三电平功放电流纹波和电源电压无关的结论。实验结果表明，三电平功放具有电流纹波小、电流响应快、效率高等优点。     

主动磁悬浮系统中数字功放的研究

在主动磁悬浮系统中,传统的两电平开关功放的功率损耗较大,三电平开关功放需要进行移相电路设计,使得功放电路更加复杂、成本更高。因此,设计了一种基于ARM芯片STM32F103ZET的无需移相的三电平开关功放,通过数字芯片产生占空比不断变化的PWM信号来控制开关管的导通。搭建了主动磁悬浮系统的模拟平台,对线圈电流纹波特性进行仿真分析,并对线圈电流跟踪情况进行了实验测试,实验结果表明该设计的数字功放具有较好的性能。     

电磁轴承开关功放的谐波模型仿真与实验研究

电磁轴承开关功率放大器本质是非线性系统，通常在对电磁轴承控制系统进行分析时，将电磁轴承开关功放的模型等效为一阶惯性环节的线性模型。由于线性模型不能反映开关功放实际特性，其精度将直接影响磁轴承控制系统稳定性分析。该文对电磁轴承脉宽调制型开关功放，基于谐波平衡原理，建立电磁轴承开关功放的线性化谐波模型。利用该模型对电磁轴承开关功放的特性进行仿真，并将仿真结果同应用SIMULINK中的电力系统工具箱(PSB)建立开关功放模型的仿真结果以及实验结果进行比较，结果基本吻合，验证了所提出的谐波建模方法的正确性和有效性，从而为电磁轴承开关功放的特性分析提供了一种可行的研究方法。     

永磁偏置磁轴承三电平PWM开关功放的研究

针对永磁偏置的磁轴承开关功放需要实现低纹波的问题,提出了一种新颖的三电平PWM控制方法．并给出了具体实现电路。通过三电平与传统的两电平PWM开关功放的对比实验验证了该方案的可行性。     

磁轴承三态开关功率放大器的电流模式控制

针对传统磁轴承二态开关功放电流纹波大和损耗大、可靠性差的缺点，提出了一种电流模式控制的三态开关功放，介绍了其工作原理和电路的实现。研制了一套容量为0．7kVA的磁轴承开关功放。实验结果表明，该功放电流纹波小、效率高、带宽大、安全可靠。     

二电平电流型开关功率放大器稳定性分析

二电平电流型PWM开关功率放大器广泛应用于电磁轴承系统中。首先给出二电平电流型PWM开关功率放大器的基本原理及线性化模型。然后结合二电平开关功率放大器输出电流的纹波特点,分析纹波对开关功率放大器稳定性的影响,在电流控制电路分别采用分立器件和集成PWM控制芯片情况下,得到保证开关功率放大器控制回路稳定工作的比例电流控制器的临界增益。最后针对分立器件的电流控制电路,提出一种在低增益条件下通过调整载波偏置电压来降低开关功率放大器稳态误差的方法。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

解调型自传感电磁轴承的位移估计误差分析

利用开关功率放大器输出电流的纹波特性来估计转子位移是实现电磁轴承自传感的重要方法。在自传感电磁轴承系统中,开关功率放大器输出电流的纹波特性不仅与转子位移有关,还会受到系统运行状态和系统参数的影响,这将导致转子位移估计误差,这一问题在高频时更为显著。针对电流谐波幅值解调型自传感电磁轴承,利用其电感模型、电流纹波模型和电流谐波幅值解调器的输出模型,首先分析不同系统运行状态下,特别是在高频时,功放占空比变化对电流谐波幅值解调器输出的影响;其次,讨论不同系统参数对转子位移估计误差的影响;最后,在八极径向自传感电磁轴承平台上对相关理论进行实验验证,得到不同开关功放输出状态和主要参数对转子位移估计误差的影响。     

磁悬浮轴承系统三电平开关功率放大器的研究

介绍了三电平开关功率放大器的典型结构和工作原理,采用三电平采样/保持控制技术对开关功率放大器进行仿真和电流跟踪实验,首先从输出电流纹波、电流响应速度和电流跟踪特性方面对仿真结果进行了分析;然后对三电平采样/保持开关功率放大器从单位阶跃响应、频率响应、电流跟踪特性和总谐波失真等方面进行了实验;最后通过磁悬浮轴承系统的高速旋转实验,验证所研究的开关功率放大器具有良好的稳态和动态性能,且可以满足磁悬浮轴承系统的要求。     

磁悬浮轴承并联谐振直流环节开关功率放大器

为克服磁悬浮轴承开关功率放大器工作在硬开关状态时存在的开关损耗和电流纹波干扰严重的缺点,提出一种磁悬浮轴承并联谐振直流环节的软开关功率放大器电路。该电路在功率放大器三电平控制策略的基础上应用了并联谐振直流环节,保持了三电平功率放大器输出电流纹波小的优点,同时功率器件均工作在零电压或零电流条件下,开关损耗、电流纹波干扰有效地减小。详细分析并联谐振直流环节的软开关功率放大器电路工作过程,并进行仿真和样机实验。实验结果证明所提出电路是可行有效的。     

对称PWM减小H半桥型开关功放电流纹波的新方法

针对H半桥两电平开关功率放大器输出电流纹波较大导致负载损耗增加的缺点,提出采用2路中心对称但占空比不同的PWM实现三电平工作方式的新方法,称为对称PWM法.该方法采用一路PWM占空比固定,另一路PWM占空比受控可变的原理实现了三电平工作方式.给出了输出电流纹波计算公式,利用Matlab对开关功率放大器进行了仿真,构建了...     

磁悬浮轴承功率放大器设计

针对普通的两电平PWM开关功率放大器的不足,提出了在磁悬浮轴承中采用三电平PWM开关功率放大器,阐述了三电平PWM开关功率放大器的基本工作原理,设计出一种新的三电平PWM开关功率放大器。分析表明,这种功率放大器相对于普通的两电平PWM开关功率放大器,具有电流纹波小、功率损耗小和抗电磁干扰能力强等优点,并具有良好的动态响应能力。     

磁悬浮推力轴承三电平PWM开关功率放大器设计

针对线性功率放大器和两电平开关功率放大器的不足,提出了在磁悬浮推力轴承中采用三电平PWM开关功率放大器,并阐述了三电平PWM开关功率放大器的基本工作原理,设计出一。种新的三电平PWM开关功率放大器。分析表明,这种功率放大器相对于普通的两电平开关功率放大器具有电流纹波小、功率损耗小和抗电磁干扰能力强等优点,并具有良好的动态响应能力。     

并网逆变器输出电流滞环跟踪控制技术研究

根据并网PWM逆变器运行特点,分析论述了两态滞环调制和三态滞环调制工作原理。研究和设计了一种具有倍频效果的三态滞环控制逆变器并网系统及其状态转移控制逻辑。在并网效率、并网电流脉动和开关频率等方面对两种滞环控制方式进行了对比研究。Pspice仿真和样机实验验证了在输出电流和环宽设定相同的情况下,三态滞环调制较之两态电流滞环调制具有倍频控制的效果,可在相对低的开关频率下获得较快的动态响应,有利于降低功率管开关损耗,提高并网系统运行效率。系统可实现功率因数为1的并网电流输出,且具有稳定性好、电流脉动小等优点。     

异步电机模型预测三电平直接电流控制

三电平逆变器为控制系统提供了更多的电压矢量,相对于传统两电平逆变器能够使得直接电流跟踪控制变得更加精确,能进一步减小电流纹波。但是三电平逆变器存在中点电压平衡问题,如果不对中点电压进行控制会使得电机无法正常工作,同时在大容量三电平逆变器中一般需要其降低开关频率。因此,提出一种具有中点电压平衡和降低开关频率功能的模型预测直接电流控制方案:通过对中点电压进行预测控制,在模型预测直接电流控制的价值函数中加入开关切换次数的约束,能将中点电压有效控制在给定的范围内,并同时实现逆变器开关频率的降低;针对控制延时导致定子电流在参考值附近振荡并增加电流纹波和转矩脉动,采用延时补偿提高控制系统性能。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于优化DPC策略的三电平PWM整流器

基于直接功率控制(DPC)策略三电平PWM整流器近年来得到了广泛关注,但由于存在较大的无功脉动,系统动静态性能受到严重制约。通过分析系统瞬时功率模型,指出常规DPC策略忽略的有功功率与无功功率耦合量是造成无功功率失控的主要原因。根据失控机理,在常规开关矢量表的基础上有针对性的添加备选空间电压矢量,提出了优化开关矢量表,解决了原开关表存在的无功功率"失控"问题。构建了MATLAB/simulink环境下的仿真模型,对三电平PWM整流器系统进行了仿真研究,结果表明基于优化开关表的DPC策略PWM整流器显著降低了无功功率脉动,提高了系统稳态性能。     

零序分量注入型三电平感应电动机矢量控制系统

提出一种基于三电平中点箝位(NPC)逆变器的零序分量注入型感应电动机矢量控制方案。系统中使用快速电流控制的直接转子磁链定向矢量控制模式,由于定子电流是由快速电流环控制,因此系统中不用使用定子电压方程,并且不需要解耦电路。转子磁链位置角由磁通模型计算得到。感应电动机由三电平NPC逆变器供电,三电平NPC逆变器由于开关器件的电压应力是传统两电平逆变器开关器件上电压应力的一半,所以适合用于中压调速系统。逆变器控制采用开关优化PWM算法,通过注入零序分量,不但优化功率器件的开关频率,而且可以稳定中点电位。仿真结果表明,该方法在三电平逆变器供电的感应电动机上有效地实现了矢量控制,并且具有很好的性能。