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。     

磁悬浮轴承功率放大器的发展现状与展望

磁悬浮轴承功率放大器的性能对整个磁悬浮轴承系统有着重要的影响。首先介绍了磁悬浮轴承功放的性能参数、分类,然后比较了每一类功率放大器的优缺点,并讨论分析开关功放的拓扑结构、控制策略以及研究现状。理论分析表明,三态开关功率放大器具有输出电流纹波小、动态性能好、开关损耗低等优点,在磁悬浮轴承功放中有着广阔的应用前景。     

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。     

磁轴承开关功放中电流三态调制技术的研究

针对传统磁轴承开关功放电流两态调制技术中存在的电流纹波大、动态特性受限等缺点，提出了电流三态调制技术。文中首先分析了电流纹波对磁轴承系统的影响，接着分析了电流两态调制技术本身的固有不足及电流三态调制技术在磁轴承开关功放应用中的优势。在对电流三态调制的基本理论进行一般性分析的基础上，提出了几种典型的电流三态调制开关功放，并做了较为细致的论述。最后通过一种具体的开关功放分别在两态调制和三态调制情况下进行仿真和实验比较，验证了电流三态调制技术的优越性，并给出了实验结果和波形。     

电磁轴承脉宽调制型开关功放的实现及电流纹波分析

传统两电平脉宽调制电磁轴承开关功放的电流纹波较大,导致电磁轴承中产生的纹波损耗较大.采用一种三电平脉宽调制方法,对电磁轴承开关功放电流纹波进行理论分析,结果表明该方法能够大大减小开关功放的电流纹波,具有传统两电平脉宽调制输出波形质量好、动态响应快等优点,且实现简单.最后通过计算机仿真和实验对该方法进行了验证,仿真与实验结果说明了该方法的可行性和有效性.     

适用于磁悬浮轴承的新型五相六桥臂开关功放控制策略

具有五自由度全悬浮的磁轴承系统需要5个全桥结构开关功放。为提高开关功率放大器的集成度和母线电压利用率,提出五相六桥臂开关功放拓扑结构。该拓扑结构采用一种新型的混合电流控制方法,对公共桥臂和负载桥臂分别进行控制。其中公共桥臂采用改进型最大电流误差控制,该方法通过增加误差极性判断模块,最大程度提高了五相电流控制的独立性,实现其解耦控制;负载桥臂采用改进型采样保持控制,满足了在不同负载情况下的控制要求。仿真和实验结果均表明,基于新型混合电流控制方法的五相六桥臂开关功率放大器具有电流纹波小,动态响应快,受负载参数影响小,集成度高,硬件接口简单等优点。     

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。     

磁轴承MPW开关功率放大器的研究

针对现有磁轴承功率放大器存在的电流失真大、可靠性低等缺点,介绍了最小脉宽（ＭＰＷ）功放的基本原理和电路实现,并采用ＭＰＷ方式研制了一台容量为１２．４ｋＶＡ的磁轴承开关功率放大器。实验结果表明,该功放具有电流失真小、功率大、效率高、安全可靠等优点。     

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.     

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。     

基于高速单片机的电流型功率放大器研究

为减小电流型功率放大器的体积和提高其工作的可靠性,采用了一种数字控制三电平功率放大器系统的方法.以C8051F高速单片机为控制核心,控制2组可编程逻辑阵列单元分别工作在脉冲宽度调制器方式和固定占空比方式,以实现三电平控制的策略.结果表明新型电流型功率放大器静态工作电流同样具有传统三电平功率放大器电流纹波小的优点,同时动态工作电流能快速变化,动态性能较好.该数字控制方法是可行有效的,提高了功率放大器的稳定可靠性.     

大功率磁悬浮鼓风机数字功放的仿真研究

大功率磁悬浮轴承鼓风机具有体积小、转速高、可靠性高、噪音低等优点,其功率放大器采用基于现场可编程门阵列(FPGA)的三电平PWM数字功放,应用Matlab/Simulink中基于电力系统模块集库,完成数字功放电路中的半桥电路和电流采样电路的建模,通过植入M函数文件内嵌功能模块模拟了FPGA内部的数据处理流程.仿真与实验...     

SVPWM方法在磁轴承开关功放中的设计及应用

永磁偏置磁轴承需要磁轴承线圈流过双极性电流,因而开关功放多采用全桥结构,而金桥结构的开关功放功率管数量多,导致其功耗大和可靠性低等.本文采用新型三桥臂开关功放主电路拓扑结构,通过DSP和FPGA的数字系统实现了空间矢量PWM(SVPWM)的调制方法.实验结果表明,这种方法相对于全桥结构两电平调制方法具有低纹波电流的优点,可以大大降低磁轴承的涡流损耗,相对于全桥结构三电平的开关功放具有减少了功放管数量和减小了功放体积的优点,可以进一步降低开关损耗,同时功放管数量的减少可增加系统的可靠性.     

软开关技术在磁悬浮轴承功率放大器中的应用

传统的磁悬浮轴承功率放大器在硬开关工作状态时存在开关损耗和纹波干扰严重等问题,为有效克服这些缺点,采用了一种新的用于磁悬浮轴承的谐振直流环节三电平功率放大器电路。基于三电平控制方法,在传统的开关功率放大器的直流环节增加辅助谐振电路,实现了电路中所有的开关器件均在零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)的条件下工作。文中详细分析了软开关三电平功率放大器各个工作模态的工作原理,给出了相应的电路工作方程。对提出的软开关三电平功率放大器进行仿真与样机试验研究,结果表明软开关三电平功率放大器同样具有输出电流纹波小的优点,开关损耗和纹波电流干扰有效减小,验证了电路是可行、有效的。     

大功率并联电流源变流器五电平特定谐波消除法

随着电压和功率等级的不断提高,并联电流源拓扑被广泛应用于中压大功率电流源系统的扩容.为解决并联电流源系统中直流桥臂电流不均衡和共模电压过高这2个问题,提出了一种应用于大功率并联电流源的五电平特定谐波消除(5L-SHE)调制方法,同时实现了直流桥臂电流的均衡控制和共模电压的抑制,并且保证了在较低开关频率下并网电流的电能质量.首先,按照脉宽调制(PWM)电流模长的不同将开关状态进行分类,并计算每个开关状态所对应的共模电压大小;其次,在分析冗余开关状态对直流桥臂电流均流影响的基础上建立了均流控制策略;再次,以共模电压较低的开关状态构建5L-SHE波形,并依据均流策略对冗余开关状态进行合理挑选.最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性.     

级联H桥五电平变流器工况分析与验证

以单相两功率单元级联为例,阐述了级联H桥五电平变流器的拓扑结构和载波相移SPWM(CPS-SPWM)调制策略.从该变流器的运行工况着手,给出了这种变流器在CPS-SPWM调制方法下的工作原理,并从数学角度推导了变流器开关切换、输出电压、电流流向以及均衡电压等情况,理论推导表明CPS-SPWM调制方法应用在级联多电平逆变器上的可行性、可靠性和控制的简易性,为实现调制方法的优化和拓扑结构的改进提供了理论基础.同时对五电平变流器的运行工况进行了详尽的分析,推导出了五电平变流器的数学模型,并进行了仿真和实验验证.基于DSP与FPGA,研制了多路PWM脉冲发生器,既简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,又可保证整个系统功率元件驱动信号的同步.实验结果表明,这种变流器能在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,运行工况稳定,在高压、大功率场合有一定的工程应用前景.     

智能控制与保护开关在农网配电系统中的应用

智能控制与保护开关采用了动态开距、单一结构技术,使额定电流扩展到400 A以上,增加了剩余电流保护功能,应用于农网综合配电箱的配电保护。该开关具有体积小、多功能、分断能力高、飞弧小、节能、结构简单和可靠性高等一系列优点,是实施配电网智能化的一种理想开关电器。