电机与电器
磁悬浮轴承开关功率放大器等效数学模型
王军, 徐龙祥
南京航空航天大学机电学院 南京 210016
Equivalent Mathematical Models of Switching Power Amplifier for Magnetic Bearing
Wang Jun, Xu Longxiang
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 210016 China
摘要 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60 000r/min的转速下稳定运行。
关键词 ：
磁悬浮轴承 ,
数学模型 ,
开关功率放大器 ,
三电平
Abstract ：Power amplifier of magnetic bearing is a switching system. In order to design a circuit, it is necessary to accurately analyze the actual characteristics of switching power amplifier. Based on the three-level PWM operating principle of output load current, mathematical models of switching power amplifier are deduced and the equations of output load current are derived by using the Fourier series theory. The simulations of mathematical models and equations are implemented. Three kinds of results are basically the same by comparing the model simulation results with the Orcad circuit simulation results and experimental results. All of results show that the model is feasible and effective. The high speed magnetic suspension motor which uses these designed three-level power amplifiers runs successfully at 60 000r/min.
Key words ：
Magnetic bearing
mathematical model
switching power amplifier
three-level
收稿日期: 2009-06-20
出版日期: 2014-03-04
基金资助: 国家863高技术基金(2006AA05Z205)、国家自然科学基金 (50437010)和江苏省“六大人才高峰”(07-D-013)资助项目
作者简介 : 王军 男, 1980年生, 博士研究生, 研究方向为磁悬浮轴承功率放大器和电控系统。徐龙祥 男, 1959年生, 教授, 博士生导师, 研究方向为磁悬浮轴承及机电系统控制, 无轴承电动机等。
引用本文:
王军, 徐龙祥. 磁悬浮轴承开关功率放大器等效数学模型[J]. 电工技术学报, 2010, 25(4): 53-58.
Wang Jun, Xu Longxiang. Equivalent Mathematical Models of Switching Power Amplifier for Magnetic Bearing. Transactions of China Electrotechnical Society, 2010, 25(4): 53-58.
链接本文:
http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2010/V25/I4/53
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