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。     

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。     

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。     

一种改进的基于采样-保持策略磁轴承用电流三态调制开关功放

提出一种改进的基于采样-保持策略的电流三态调制开关功放.它保留了基本采样-保持开关功放控制简单、动态响应快、频带宽、受负载影响小等优点,同时降低了开关功放的电流纹波和损耗,提高了功放的效率.此外还可以在不影响系统其他性能的情况下,通过提高输入电压来进一步提高系统的动态特性.同时还阐述了该改进型开关功放的工作原理及电路实现,对改进前后的开关功放进行了仿真比较,并通过对两种开关功放原理样机的实验测试,验证了改进型开关功放的优越特性.     

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。     

电流型开关功率放大器的离散滑模控制方法研究

提出了一种为电流型功率放大器所用的新的滑模控制方法。滑模控制方法首次应用于电力电子功率放大器，克服了其他控制方法的动态响应不好、THD较大、鲁棒性差等缺陷，与预测控制相比较，滑模控制具备带负载能力强、动态响应好等优点。这种新的控制策略－带有前馈的滑模控制方法保证了高动态性能和鲁棒性强。仿真结果达到控制预期的效果。     

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.     

具有死区补偿的磁轴承开关功放数字单周期控制

在磁轴承全桥功率开关功率放大器系统中,单周期控制算法具有实现简单、响应速度快等优点,基于全桥功率放大主电路拓扑时,传统的单周期控制算法没有考虑全桥功放固有的死区效应对系统动态性能的影响。该文分析了单周期控制算法的原理,在此基础上考虑磁轴承线圈电阻压降以及死区效应的影响,提出了一种具有死区补偿的单周期控制策略。对补偿前、后的数字单周期控制算法进行仿真对比分析,仿真结果表明补偿后的单周期控制算法反馈电流能够准确的跟踪给定电流,且谐波含量减小,验证了控制策略的优越性。     

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。     

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。     

一种新型的磁悬浮轴承五相六桥臂开关功率放大器控制策略

针对磁悬浮轴承系统电流型五相六桥臂开关功率放大器控制算法复杂以及各路输出电流存在耦合的问题,提出一种新型的五相六桥臂开关功率放大器的解耦控制策略。该方法固定公共桥臂占空比为0.5,以单周期控制的方式,同时控制每路负载线圈电流的周期变量平均值等于给定电流周期变量平均值,实现电流的独立输出与解耦控制。推导了该控制方法的数学模型,并制作了试验样机,仿真和实验结果均表明,基于该控制方法下的五相六桥臂开关功率放大器实现了各相的独立控制,并具有控制简单、运算量小、响应速度快、控制精度高和通用性强的优点。     

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。     

电流型四桥臂开关功放控制方法

将三相四桥臂拓扑应用于开关功放当中以增加其集成度,并提出一种通过控制各桥臂节点电位,使三路输出电流跟踪各自给定信号的通用控制方法.该方法可由各桥臂节点的电位直接获得各开关信号的占空比,计算量小,易于实现,并可以推广到任意多桥臂的功率变换器的控制当中.总结出三种典型的电位分配方式,分析了不同的电位分配方式对输出电流的纹波...     

一种新型的电流型功率因数校正控制方法

提出了Boost型功率因数校正的一种新的电流型控制方法,其控制结构与线性峰值电流控制、非线性载波控制、预测开关调制的控制结构相同.和传统的峰值控制、平均电流型控制相比,这种方法无需乘法器、无需检测输入电压、无电流环的稳定性问题.但其通过预测平均电流控制(PACC)执行不同的开关原理,扩大了连续导电模式的运行范围,没有低频振荡,带两个复位积分器的电路产生预测电流.仿真结果验证了该方法的可行性,能很好地在宽范围输入和负载变化下,获得单位功率因数,抗干扰能力强.     

主动磁轴承系统的自适应滑模控制

本文针对磁轴承系统的结构参数具有时变性,为典型的复杂非线性系统的特点,将自适应控制和滑模控制相结合,设计了一种能实时跟踪系统结构参数变化的自适应滑模控制器,并应用到单自由度磁悬浮轴承控制系统,使得系统的性能达到最优或近似最优。以单自由度磁轴承控制系统为研究对象,建立了基于自适应滑模控制的仿真模型,构建了以PC为上位机,TMS320F2812型DSP为下位机的实验平台。仿真与实验结果表明,自适应滑模控制器不但能削弱常规滑模控制中的固有抖振,而且具有更好的鲁棒性和快速性,满足磁轴承系统实时控制的要求。     

开关DC-DC变换器电容电流脉冲序列控制

提出一种电容电流脉冲序列(CC-PT)控制技术。与传统脉冲序列(PT)控制技术不同,CC-PT控制技术通过采样电容电流与预设高、低基准电流比较,得到两组频率相同、占空比变化的高、低功率控制脉冲。以CC-PT控制Buck变换器为例,阐述了其工作原理,分析了其控制特性。理论分析与实验结果表明,CC-PT控制技术采用电容电流作为内环反馈,限制了电感电流纹波的变化范围,有效抑制了低频振荡,减小了变换器输出电压纹波。实验结果表明,CC-PT控制连续导电模式(CCM)开关变换器同样具有PT控制瞬态响应速度快的优点,且具有比PT优越的稳态特性。     

自适应滞环控制高频软开关电流源的研究

传统的电力校表台由模拟功放向待校电表及标准表提供校表电流,造成系统效率低、体积大、重量重。针对上述缺点,提出了基于脉动直流环节的零电压软开关高频电流源方案,同时采用三态滞环控制和滞环宽度自适应调节的方法。该方案能有效减小电流源的输出电流脉动,解决在输出小电流以及系统短路情况下高频软开关电流源的失真度超标问题。仿真及实验结果表明,系统采用高频软开关电流源后,输出波形好、效率高、体积小,完全可以在电力校表系统中推广使用。