主動電磁軸承三電平開關功率放大器的研究.pdf

1、隨著高速旋轉、特殊環(huán)境下和軍事工業(yè)等方面機械設備的發(fā)展，電磁軸承越來越受到人們的重視，技術日益成熟，在實際中的應用也越來越廣泛。功率放大器（簡稱功放）是電磁軸承的重要組成部分，其作用是向電磁鐵線圈提供控制電流以產生所需要的電磁力，因此對功放的研究也是至關重要的。 本文主要介紹了電磁軸承用功率放大器，并研制了較大功率的功率放大器，對其性能進行了仿真和實際測試，實現(xiàn)了在較大偏置電流情況下的穩(wěn)定懸浮。 本文首先簡要介紹了電磁軸

2、承系統(tǒng)。電磁軸承是典型的機電一體化系統(tǒng)，包括電氣子系統(tǒng)（傳感器、控制器和功率放大器）和機械子系統(tǒng)（轉子、定子和線圈），由于機械子系統(tǒng)的特性是固定的，這樣整個系統(tǒng)性能好壞主要取決于電氣子系統(tǒng)性能。 其次對電磁軸承系統(tǒng)中的功率放大器進行了詳細介紹，對電壓型和電流型功放進行了比較。在對傳統(tǒng)兩電平功放作了簡單介紹后，對本文研制的三電平功率放大器的工作原理作了著重的闡述和分析，通過對功放主電路中各階段電流的理論分析，得出在相同頻率相同母線

3、電壓下三電平功放的電流紋波比兩電平要小很多的結論，從而減小了電流諧波含量，提高了控制精度。 然后利用Pspice對功放性能進行了仿真，并得到一些相關性能的仿真結果，如階躍特性、跟蹤－滯后特性和截止頻率等。 最后對研制的三電平功放電路板進行了實際測試，其各項性能指標均較好的達到預期效果，與仿真結果也比較接近。當把該功放應用在一個單自由度電磁懸浮系統(tǒng)中時，實現(xiàn)了較大偏置電流情況下單自由度電磁懸浮系統(tǒng)的穩(wěn)定懸浮，得到了較滿意的