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。     

新型并联谐振直流环节软开关逆变器

提出了一种新型并联谐振直流环节软开关电压源逆变器的拓扑结构。通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流母线电压周期性地归零,实现逆变桥开关器件在零电压条件下完成切换,且辅助开关器件承受的电压不超过直流电源电压;通过控制辅助开关器件,可以减小直流分压电容存在的电压偏差,对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图。通过5kW的样机试验,结果验证了该谐振直流环节逆变器的有效性。     

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。     

一种新型直流环节并联谐振软开关逆变器

电力电子装置开关频率的提高带来了开关损耗与器件损坏问题、感性关断和电磁干扰等一系列新问题。有效克服这些缺陷的方法是采用谐振软开关技术,然而,传统的直流环节谐振型逆变器存在两个明显的缺点：开关器件的电压应力大;电压过零点与逆变器开关策略难以同步,使逆变器输出有大量次谐波。该文提出一种新型的直流环节并联谐振软开关技术,重点分析了此种软开关逆变器的拓扑结构、工作原理和特点,并通过实验验证了其原理和可行性。     

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。     

高频并联谐振直流环节软开关逆变器

针对硬开关逆变器运行在高开关频率时,开关损耗较大,不利于效率提高的问题,提出一种适用于高开关频率的并联谐振直流环节软开关逆变器的拓扑结构。该拓扑结构的辅助谐振电路相对简单,通过辅助电路的谐振使直流母线电压下降到零时,逆变器的主开关可以完成零电压开关,同时辅助开关也可以在辅助谐振电路的工作过程中完成软开关,而且分压电容没有串联在逆变器的直流母线之间,因此该逆变器没有中性点电位的变化问题。依据不同工作模式下的等效电路,对其工作原理进行了分析,给出了软开关的实现条件和逆变器的控制方法,并制作了一个5 kW的实验样机。实验结果表明,逆变器的主开关和辅助开关器件都实现了软开关,该软开关逆变器能有效地降低开关损耗和提高效率。     

具有简单辅助电路的并联谐振直流环节软开关逆变器

为克服传统硬开关逆变器存在的缺点,提出了一种新型并联谐振直流环节软开关逆变器,其辅助谐振电路含有耦合谐振电感,结构相对简单,有利于降低硬件成本。通过辅助电路的谐振使直流母线电压下降到零时,逆变器的主开关可以完成零电压开关,同时辅助开关也可以在辅助谐振电路的工作过程中完成软开关,而且直流母线零电压持续时间可以自由选择,与负载电流和谐振参数无关。文中依据不同工作模式下的等效电路图,对其工作原理进行了分析,给出了软开关的实现条件和逆变器的控制方法。制作了一个140W的实验样机,实验结果表明逆变器的主开关和辅助开关器件都实现了软开关,所以该软开关逆变器能有效地降低开关损耗和提高效率。     

并联谐振直流环节软开关逆变器的实验研究

谐振环节设计是软开关逆变器实现软开关的关键技术问题,如何选择谐振参数对逆变器性能至关重要。针对一种新型并联谐振直流环节逆变器(PRDCLI)拓扑,提出了一种有效的谐振环节设计方案,重点阐述了谐振参数设计及其对零电压条件形成的影响,设计了以TMS320LF2407A为控制器的实验系统,实验结果表明,逆变器实现了零电压开通,有效降低了开关损耗、du/dt及EMI。     

具有对称辅助电路的谐振直流环节三电平软开关逆变器

为了降低三电平逆变器在高开关频率下的开关损耗,提高其效率,提出一种具有对称辅助电路的谐振直流环节三电平软开关逆变器的拓扑结构,通过在三电平硬开关逆变器的直流环节设置对称辅助谐振电路,利用辅助电路的谐振将直流母线之间谐振电容的端电压周期性下降到零,使三电平逆变器的主开关在直流母线之间的谐振电容端电压为零时完成切换,以实现零电压开关。文中依据不同工作模式下的等效电路图,详细分析该软开关逆变器的工作过程。制作3?kW的谐振直流环节三相三电平软开关逆变器的样机,实验结果表明,逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关切换,效率相比于三电平硬开关逆变器有明显提高。因此所提出的拓扑结构可有效降低三电平逆变器的开关损耗,具有工程实用性。     

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。     

新型谐振直流环节软开关逆变器

为了提高逆变器的效率和性能,提出一种新型的谐振直流环节软开关逆变器。通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流母线电压周期性地归零,实现逆变桥开关器件在零电压和零电流条件下完成切换,因此减小了开关损耗和二极管的反向恢复损耗。此外,辅助谐振单元中的开关器件可以在零电流的条件下完成开关操作。该软开关逆变器控制简单且不依赖于负载条件,过渡过程所需时间可以自由选择。文中对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和回路的参数设计方法。制作一个10kW的实验样机,实验结果验证了该软开关逆变器的有效性。     

无中性点电位变化的并联谐振软开关逆变器

为了实现逆变器的高效率和高性能运行,提出一种新型直流母线并联谐振零电压过渡软开关逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,实现了逆变桥开关器件的软开关动作,同时,辅助谐振单元的开关也为软开关动作。此外,电路中避免了使用大电容,没有中性点电位的变化问题。该电路对谐振元件和辅助开关的功率要求较低,控制简单且不依赖于负载条件。对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和回路的参数设计方法。制作一个10kW的实验样机,通过实验结果验证该软开关逆变器的有效性。     

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。     

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...