磁懸浮功率放大器的研究和設計.pdf

1、目前，磁懸浮軸承和磁懸浮列車是國內外的一個研究熱點，而應用最廣泛的是磁懸浮軸承。磁懸浮軸承是利用磁力作用將轉子懸浮于空中，然后將轉子以旋轉電機驅動，使其繞特定軸線旋轉，轉子與定子之間沒有機械接觸的一種新型、高性能軸承。 在五自由度磁懸浮軸承控制系統(tǒng)中，功率放大器是磁懸浮軸承控制系統(tǒng)中非常重要的一部分。電磁軸承系統(tǒng)在早期多采用線性功率放大器，由于線性功放的效率較低，現(xiàn)在電磁軸承系統(tǒng)中幾乎都采用效率高、動態(tài)特性好的開關功率放大器。

2、 由于磁懸浮功率放大器的設計涉及到控制理論、電磁學、電子學，電力電子等方面的知識，且工況現(xiàn)場電磁干擾比較復雜，所以目前的功率放大器存在輸出電流紋波比較大，跟隨特性不夠理想和重復性不夠好等問題。 針對這些問題，本文設計了PWM型開關功率放大器。該功放采用集成PWM波產(chǎn)生芯片SG3524作為PWM波產(chǎn)生芯片，采用EXB841作為過流保護芯片。該設計電路簡單，穩(wěn)定可靠。并通過性能測試和實驗分析，對其紋波、階躍響應、輸入輸出特性和

3、耦合狀態(tài)下的線性度進行研究和改進。 為了便于研究，首先根據(jù)磁懸浮軸承轉子支承特性，抽象出盤狀磁懸浮軸承支承結構模型，分析盤狀磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的數(shù)學模型；以往主電路的保護電路結構較為復雜，在磁懸浮技術的實際應用中，易受外界干擾的影響而導致其穩(wěn)定性不夠，設計了基于EXB841的簡單易實現(xiàn)的保護電路，且?guī)н^流自鎖功能；本文對磁懸浮功率放大器的電磁兼容性進行了分析，并提出了具體方案；由于磁懸浮功率放大器涉及到電磁學、控制理論和計算機科