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。     

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.     

一种应用于主动磁轴承控制的三态功放设计

为满足主动磁轴承控制的需要,利用TL494I,R2110等集成芯片和自主设计的移相角度可自由调节的移相模块,并采用移相的方法成功设计了具有较大功率的三态开关型功率放大器。理论分析和实验表明,这种三态开关型功率放大器相对于普通的两态开关型功率放大器具有电流纹波小、功率器件损耗小、电磁干扰小等一系列优点,并具有良好的动态响应能力和较宽的带宽。     

基于SVPWM的混合磁轴承三相全桥开关功放的单周期数字控制模型

针对现有单周期方法无法直接用于三相全桥开关功放驱动且具有三相悬浮绕组的混合磁轴承电流控制的问题,结合空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)技术,提出该类磁轴承三相全桥开关功放的新型电流型单周期控制方法。首先,介绍三相全桥开关功放驱动式六极混合磁轴承的径向悬浮与SVPWM原理;其次,基于七段式SVPWM方法,建立混合磁轴承三相全桥开关功放的电流型单周期数字控制模型;然后,给出以X、Y两轴方向电流变量为坐标,且可计及相电阻压降的扇区判别方法;最后,采用3个负载电感线圈模拟磁轴承三相绕组,设计电流闭环控制的仿真与实验方案。结果表明,各负载线圈电流脉动小,且跟踪精度较高,进而验证所提单周期模型和扇区判据的正确性。     

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。     

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.     

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。     

一种抑制PWM逆变器电流纹波的变开关频率调制方法

提出了一种能够抑制PWM逆变器电流纹波的变开关频率调制方法.深入分析了PWM逆变器输出电流的特点,推导了电流纹波的解析表达式.通过使用该方法进行调制,可以使逆变器在不牺牲效率的前提下,有效降低电流纹波.与传统的恒定开关频率三次谐波注入法相比,所提出的变开关频率调制方法能够进一步提升电流纹波的抑制能力.最后,通过实验对所...     

一种改进的磁悬浮轴承开关功率放大器数字单周期控制

该文提出一种改进的磁悬浮轴承开关功率放大器的数字单周期控制算法。单周期控制算法具有算法简单、易实现、响应速度快等优点,但传统的单周期算法,存在开关次数不均衡,电流幅值失真较明显,部分开关周期无法实现跟踪目标的问题。该文分析单相全桥主电路的九种开关状态,在此基础上优化单周期控制的开关逻辑;在全周期考虑磁轴承线圈电阻压降的前提下,分析单周期控制的原理,优化充放电周期的判断准则,从而建立更精确的算法模型。对改进前后的数字单周期控制算法进行仿真分析和实验验证,结果表明:改进型单周期算法控制下,实际电流能准确跟踪给定电流,证明了算法的可行性;4个开关管的开关次数均衡,实际电流失真更小,控制精度更高,验证了算法的优越性。     

一种母线全电流采样策略的研究

针对传统母线电流采样存在调制系数可控范围受限,电流重构算法复杂,对电流反馈通道带宽要求严格等缺点,提出一种电流采样策略,并对其原理、电路拓扑结构、电流转换和电流重构等环节进行分析.与传统母线电流采样方法相比,所提出的电流采样方法可采集包括续流电流在内的全部电流信息,因此可用于电磁转矩的精确控制;在调制系数m ∈[0,1...     

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。     

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。     

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。     

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。     

电磁轴承用磁通控制型功率放大器力增益的研究

对提出的基于磁通观测器的磁通控制型功率放大器的力增益进行了理论及实验研究。首先简述了基于磁通观测器的磁通控制型功率放大器的结构和工作原理,利用磁通控制型功率放大器的状态方程,推导得到了力增益的理论模型。然后对力增益进行理论分析、有限元分析及在所建立的电磁力测量机构上进行了实验测量,根据模型得到的力增益理论分析值与有限元计算值及实验测量值进行比较分析,并通过参数辨识的方法对力增益进行了修正,给出了偏置为0.7T和0.5T下修正系数与气隙的关系。由于得到的力增益是在常态工作点附近线性化后得到的,所以实际工作点的变化对模型的精度会有影响,最后给出了工作点设置在气隙中点时,横梁位置、力增益理论计算值与有限元计算值三者之间的关系。     

一种改进的单周控制的开关功率放大器

针对单周控制开关功率放大器存在的输出直流偏置问题,从理论上进行了分析,结果表明输出直流偏置电压的大小与复位脉冲宽度成正比.为了消除输出直流偏置电压,提出了电压补偿的解决方案,给出了补偿电压的计算公式.对补偿前和补偿后的系统进行了仿真和实验研究.仿真和实验结果表明,电压补偿方法能有效消除输出直流偏置问题,改善放大器的THD,验证了理论分析的正确性.