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。     

磁悬浮轴承开关功率放大器等效数学模型

磁悬浮轴承功率放大器是开关型系统,需要从理论上准确地分析开关功率放大器实际特性以指导电路的设计。在三电平脉宽调制功率放大器输出负载电流原理的基础上,运用傅里叶级数理论分析建立了磁悬浮轴承开关功率放大器闭环系统的数学模型并推导出输出负载电流的数学解析式。对该数学模型及数学解析式进行仿真研究,并将仿真结果与Orcad电路软件仿真结果及实验结果相比较,三种结果基本吻合,表明研究的数学模型及解析式是可行有效的。设计的磁悬浮轴承三电平功率放大器使高速磁悬浮电动机在60000r/min的转速下稳定运行。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

混合型磁悬浮轴承开关功放的单周期数字控制EI北大核心CSCD

开关功率放大器作为磁悬浮轴承系统的重要组成部分,其性能直接影响了磁悬浮轴承系统的性能。单周控制技术具有电路结构简单、控制精度高、响应速度快等优点;然而,目前开关功放的单周期控制实现方式都是通过模拟电路对电压型开关功放进行控制。这种控制方式存在电感饱和的弊端,对于负载为感性的磁悬浮轴承系统并不适用,因此直接反馈电流的电流型开关功放更为简单实用,更加适用于磁悬浮轴承系统。该文针对电流型全桥开关功放,提出单周期数字控制策略。推导了单极性与双极性工作模式下的单周期数字控制的数学模型,并给出了实现方法。仿真验证了单周期数字控制策略的正确性。最后,制作了实验样机,实验结果验证了所提出数字单周期控制方法的有效性,通过对两种模式控制方式下的实验结果进行对比,分析了两种模式控制策略的特点。     

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。     

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。     

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。     

基于三电平电路新型开关功率放大器的研制

分析了开关功率放大器(简称功放)的基本工作原理和工作过程，设计了一种基于三电平电路结构的新型开关功放，利用正弦波脉宽调制技术，突破了传统功放中功率器件工作在线性区的局限，克服了普通开关功放失真度较大的缺点。仿真和试验结果证明，该功放相对1Hz～2kHz的正弦波信号呈现出良好的线性放大作用。该机控制方案思想清晰，控制电路简单，电流失真小，效率高，在航空工业振动测试中具有较高的使用价值。     

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.     

开关功率放大器的数字控制方案研究

在介绍开关功率放大器已有控制方案的基础上，提出了改进建议，使之具有稳定直流侧中点电位的功能。就改进的控制原理进行了详细的分析和说明，并设计了一个1kW 2kHz的实验模型，验证了方案的效果。     

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...     

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.