主动电磁轴承开关功率放大器的研究
发布时间：2022-01-24 11:03
近年来主动电磁轴承技术在高转速机械设备的应用越来越受到人们的重视,实际应用也越来越多。而开关功率放大器作为主动电磁轴承系统中的执行器的一部分,其性能的好坏直接影响着电磁轴承系统的性能。其中开关功放的带宽性能直接决定了旋转机械中转子的最高转速,而拓宽功率放大器工作带宽的最好方法是提高功放的母线电压,因此本文的研究重点是实现在较高母线电压下能够工作的开关功率放大器。本文首先对开关功率放大器进行分类,并对电流型PWM开关功率放大器的带宽、输出电流纹波、功率和损耗等基本性能进行详细地分析。常见的电流型PWM开关功率放大器的调制方式分为二电平调制和三电平调制两种,本文分别对这两种调制方式的开关功率放大器进行理论分析和实验验证。由于二电平开关功率放大器的输出电流纹波跟母线电压成正比,因此以往的高母线电压条件下一般采用三电平调制的方法。然而三电平调制往往需要用到数字控制器,系统设计相对复杂,成本比较大,还会有延迟等问题影响系统的性能,而本文采用的二电平控制电路设计简单,为了减小输出电流纹波,需要提高一定的开关频率。提高开关频率后,传统的硅基功率器件可能无法满足要求,而宽禁带碳化硅器件的出现能够解决功...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．３传统开关功率放大器的主电路结构??
＿?ＤｚＫ??图２．４三半桥臂电路?图２．５五相六桥臂电路??２．１．３电流型开关功率放大器的控制誠??在电流型半桥结构的开关功率放大器电路中，根据开关信号调制方式的不同，可以分??为采样－保持型功放，滞环比较型功放和脉宽调制型（ＰＷＭ）功放等，其中ＰＷＭ型开关功率??放大器根据调制电平的不同，还可以进一步分为二电平功放和三电平功放。无论采用哪种??方式的控制电路，都是通过对开关器件的控制从而对线圈电流进行控制。为了说明各种类??型的开关功放的工作原理，首先定义开关器件的开关函数为：??ｆｌ?开关管么导通??ｎ＿ｉ〇?开关管ａ关断?？??该开关函数适用于所有形式的开关功放。下面对这几种形式的功放进行介绍以及对他??们的工作原理进行说明。??１．采样保持型??采样保持型开关功率放大器的控制电路可以由减法电路，电压比较器，Ｄ触发器和外??部时钟信号组成，Ｄ触发器的输出信号作为开关信号，再通过功率开关管的驱动电路对功??率开关器件进行控制。其基本的控制原理图如图２．６所示。??Ｉｄ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]主动电磁轴承–刚性转子系统实时变步长迭代不平衡补偿[J]. 毛川,祝长生. 中国电机工程学报. 2018(13)
[2]SiC MOSFET开关特性及驱动电路的设计[J]. 刘仿,肖岚. 电力电子技术. 2016(06)
[3]自传感电磁轴承位移解调过程的精确建模和分析[J]. 于洁,祝长生,余忠磊. 中国电机工程学报. 2016(21)
[4]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[J]. 刘程子,邓智泉,曹鑫,李克翔,周杰. 电工技术学报. 2016(09)
[5]电磁轴承支承柔性转子模型测试与辨识[J]. 孙喆,赵晶晶,时振刚. 机械工程学报. 2016(08)
[6]非磁饱和偏置下自传感主动电磁轴承的转子位移协同估计[J]. 唐明,祝长生,于洁. 电工技术学报. 2014(05)
[7]三极磁轴承及其关键技术发展综述[J]. 朱熀秋,鞠金涛. 中国电机工程学报. 2014(09)
[8]基于占空比补偿的电磁轴承无传感器运行[J]. 唐明,祝长生. 浙江大学学报(工学版). 2013(08)
[9]高速磁悬浮电动机对拖试验中转子不平衡量在线辨识与振动控制[J]. 冯锐,郑世强,房建成. 机械工程学报. 2014(03)
[10]全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[J]. 李菊,阮新波. 电工技术学报. 2013(04)
博士论文
[1]主动电磁轴承—裂纹柔性转子系统动力学特性研究[D]. 钟志贤.浙江大学 2013
[2]径向四自由度主动电磁轴承系统的自传感运行研究[D]. 唐明.浙江大学 2013
[3]磁悬浮轴承功率放大器建模及其软开关技术研究[D]. 王军.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]碳化硅MOSFET驱动技术研究[D]. 周琦.山东大学 2016
[2]碳化硅MOSFET的特性及应用研究[D]. 王伟.安徽工业大学 2016
[3]基于极谐振软开关的PWM功率放大器研究与设计[D]. 陈金水.电子科技大学 2015
[4]碳化硅功率器件在永磁同步电机驱动器中的应用研究[D]. 聂新.南京航空航天大学 2015
[5]HTR-PM主氦风机电磁轴承能量损耗计算与分析[D]. 吴沛财.清华大学 2014
[6]主动电磁轴承的设计与分析[D]. 占智军.浙江大学 2013
[7]磁力轴承用数字功率放大器的研究[D]. 张赓.武汉理工大学 2013
[8]大功率IGBT建模与瞬态分析研究[D]. 茹意.北方工业大学 2010
[9]主动电磁轴承三电平开关功率放大器的研究[D]. 陈清龙.浙江大学 2008
[10]磁悬浮轴承三电平功率放大器数字驱动系统[D]. 房保金.山东大学 2008
本文编号：3606459
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．３传统开关功率放大器的主电路结构??
＿?ＤｚＫ??图２．４三半桥臂电路?图２．５五相六桥臂电路??２．１．３电流型开关功率放大器的控制誠??在电流型半桥结构的开关功率放大器电路中，根据开关信号调制方式的不同，可以分??为采样－保持型功放，滞环比较型功放和脉宽调制型（ＰＷＭ）功放等，其中ＰＷＭ型开关功率??放大器根据调制电平的不同，还可以进一步分为二电平功放和三电平功放。无论采用哪种??方式的控制电路，都是通过对开关器件的控制从而对线圈电流进行控制。为了说明各种类??型的开关功放的工作原理，首先定义开关器件的开关函数为：??ｆｌ?开关管么导通??ｎ＿ｉ〇?开关管ａ关断?？??该开关函数适用于所有形式的开关功放。下面对这几种形式的功放进行介绍以及对他??们的工作原理进行说明。??１．采样保持型??采样保持型开关功率放大器的控制电路可以由减法电路，电压比较器，Ｄ触发器和外??部时钟信号组成，Ｄ触发器的输出信号作为开关信号，再通过功率开关管的驱动电路对功??率开关器件进行控制。其基本的控制原理图如图２．６所示。??Ｉｄ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]主动电磁轴承–刚性转子系统实时变步长迭代不平衡补偿[J]. 毛川,祝长生. 中国电机工程学报. 2018(13)
[2]SiC MOSFET开关特性及驱动电路的设计[J]. 刘仿,肖岚. 电力电子技术. 2016(06)
[3]自传感电磁轴承位移解调过程的精确建模和分析[J]. 于洁,祝长生,余忠磊. 中国电机工程学报. 2016(21)
[4]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[J]. 刘程子,邓智泉,曹鑫,李克翔,周杰. 电工技术学报. 2016(09)
[5]电磁轴承支承柔性转子模型测试与辨识[J]. 孙喆,赵晶晶,时振刚. 机械工程学报. 2016(08)
[6]非磁饱和偏置下自传感主动电磁轴承的转子位移协同估计[J]. 唐明,祝长生,于洁. 电工技术学报. 2014(05)
[7]三极磁轴承及其关键技术发展综述[J]. 朱熀秋,鞠金涛. 中国电机工程学报. 2014(09)
[8]基于占空比补偿的电磁轴承无传感器运行[J]. 唐明,祝长生. 浙江大学学报(工学版). 2013(08)
[9]高速磁悬浮电动机对拖试验中转子不平衡量在线辨识与振动控制[J]. 冯锐,郑世强,房建成. 机械工程学报. 2014(03)
[10]全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[J]. 李菊,阮新波. 电工技术学报. 2013(04)
博士论文
[1]主动电磁轴承—裂纹柔性转子系统动力学特性研究[D]. 钟志贤.浙江大学 2013
[2]径向四自由度主动电磁轴承系统的自传感运行研究[D]. 唐明.浙江大学 2013
[3]磁悬浮轴承功率放大器建模及其软开关技术研究[D]. 王军.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]碳化硅MOSFET驱动技术研究[D]. 周琦.山东大学 2016
[2]碳化硅MOSFET的特性及应用研究[D]. 王伟.安徽工业大学 2016
[3]基于极谐振软开关的PWM功率放大器研究与设计[D]. 陈金水.电子科技大学 2015
[4]碳化硅功率器件在永磁同步电机驱动器中的应用研究[D]. 聂新.南京航空航天大学 2015
[5]HTR-PM主氦风机电磁轴承能量损耗计算与分析[D]. 吴沛财.清华大学 2014
[6]主动电磁轴承的设计与分析[D]. 占智军.浙江大学 2013
[7]磁力轴承用数字功率放大器的研究[D]. 张赓.武汉理工大学 2013
[8]大功率IGBT建模与瞬态分析研究[D]. 茹意.北方工业大学 2010
[9]主动电磁轴承三电平开关功率放大器的研究[D]. 陈清龙.浙江大学 2008
[10]磁悬浮轴承三电平功率放大器数字驱动系统[D]. 房保金.山东大学 2008
本文编号：3606459
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