高压大电流磁轴承功率放大器的系统研究与应用Research and application of AMB power amplifier system for high-voltage and large-current
赵景,李奥
摘要(Abstract):
针对三相三线制交流电网输入、高压大电流隔离输出、交流掉电不间断供电10 min,以及较大频率响应范围、稳态特性和动态特性良好的要求,提出一种N+1冗余不间断的稳压电源和三态PWM调制的功率放大器。阐述了磁悬浮轴承控制系统的工作原理,设计并制造了600V/60A的高压大电流功率放大器系统。实验结果表明,稳压电源能够实现10min左右的不间断供电且变换器具有冗余功能,磁轴承功率放大器具有较小的输出电流纹波,同时具有较好的跟随特性、稳态特性、动态特性和较大频率响应范围。样机实验结果表明,所设计系统能够满足要求,对磁悬浮轴承控制系统的商业化生产制造具有一定的指导意义。
关键词(KeyWords): 高压大电流;磁轴承功率放大器;三态PWM调制;稳压电源;DC/DC变换器;频率响应
基金项目(Foundation): 2021年河南省高等学校重点科研项目计划立项项目(22B520030);; 许昌职业技术学院“5G工程技术中心”科研平台
作者(Author): 赵景,李奥
DOI: 10.16652/j.issn.1004-373x.2024.10.025
参考文献(References):
- [1]侯文斌,施佳余,茅靖峰,等.磁悬浮直线进给单元系统开关功率放大器的研究[J].机械设计与制造,2016(4):55-59.
- [2]蒋启龙,连级三.电磁轴承及其应用研究综述[J].重庆大学学报(自然科学版),2004(7):146-151.
- [3]张亮,房建成.电磁轴承脉宽调制型开关功放的实现及电流纹波分析[J].电工技术学报,2007,22(3):13-20.
- [4]莫逆,刘兴男,周燕,等.电磁轴承振动传递特性研究[J].振动与冲击,2015,34(6):79-83.
- [5]吴华春,张选泽,杨克臻,等.磁轴承功率放大器研究综述[J].轴承,2022,517(12):8-16.
- [6]周丹,祝长生.主动电磁轴承电流型开关功率放大器的调制技术[J].机械工程学报,2010,46(20):1-8.
- [7] GERHARD S, ERIC H M. Magnetic bearings theory, design and application to rotating machinery[M]. New York:Springer,2009.
- [8]于金鹏,周燕,莫逆,等.基于FPGA的数字化电涡流位移传感器设计[J].清华大学学报(自然科学版),2018,58(3):330-336.
- [9]王锐,尹强,任晓丹,等.三相单开关ZVZCS变换器的应用研究[J].电气应用,2017,36(18):84-87.
- [10]任晓丹,尹强,于越,等.基于串联自动均流技术的LLC谐振变换器的研究[J].电力电子技术,2017,51(4):78-79.
- [11] REN Xiaodan, YIN Qiang, YU Yue, et al. Design of the power amplifier for magnetic bearings based on the three-level PWM modulation[J]. Advances in computer science research, 2015(15):672-675.
- [12]尹强,庞浩,任晓丹,等.一种用于电磁轴承的三态功率放大器的设计[J].电气传动,2016,46(3):73-76.
- [13]周丹,祝长生.一种电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器的失效机制[J].中国电机工程学报,2010,30(36):103-110.
- [14]贺艳晖,崔猛.磁悬浮轴承用功率放大器建模与控制研究[J].轴承,2020(12):7-11.