磁悬浮轴承功率放大器的分类0弯头

磁悬浮轴承功率放大器的分类

磁悬浮轴承功率放大器的分类 2012年09月26日 来源： 按器件和工作原理不同，功率放大器可分为线性功率放大器和开关功率放大器。20世纪60年代末到80年代末主要采用线性功放，之后随着电力电子技术和磁悬浮轴承技术的发展，在第二届同际磁悬浮轴承会议上F．J．Keith等人首次提出了开关功放。 按功放受控变量的不同可分为：电压控制型(输入是电压信号，输出也是电压信号)和电流控制型(输入是电压信号，输出是电流信号)。电压控制型功放主要在磁悬浮列车的大功率或者超大功率磁悬浮系统中得到了广泛应用。 与电压控制型功放相比，电流控制型功放的模型相对简单一些。由于采用了电流反馈，可直接输出电流信号到电磁铁线圈，在线性范围内，由电磁铁电感带来的电流滞后影响降到最小，可以忽略。因此对于中小功率的磁悬浮轴承系统，普遍采用的还早期的磁悬浮轴承系统大多采用线性功放。 1线性功率放大器 早期的磁悬浮轴承系统大多采用线性功放。现在一般系统功率小于0．5 kW且要求灵敏性较高、结构简单的场合，选用线性功率放大器。线性功放具有输出纹波小、瞬态响应快、稳定性好及电流噪声小等优点。缺点是效率太低，功耗大，因此高电压下给系统散热带来很大压力。 线性功放一般分为集电极输出型和发射极输出型。一般集电极输出型功放由于其时间常数小、响应速度快而在磁悬浮轴承中应用较多。 给定信号和反馈信号做比较后，经控制器调节作为功放的控制信号，控制功放电源电压和功率管发射极之间的电势之差，从而控制磁轴承线圈中电流的大小。 可见通过减小功放电源电压可提高功放的效率。但根据文献[4]可知，减小功放电源电压将导致磁轴承电流响应速度和控制力的响应速度降低，使得磁轴承系统动态性不好。 2开关功率放大器 当系统功率大于0．5 kW时，一般采用开关功率放大器。开关功放与线性功放最大的区别在于：线性功放的输出电压(或者电流)是连续型的，因此有的文献中也称线性功放为连续型功放；而开关功放的输出电压(或者电流)是被限制在两个或多个电压值之间。 开关功放的优点是效率高、功耗低以及动态特性好。但是开关功放的高频开关信号会给系统带来电磁干扰(包括辐射噪声和传导噪声)，此外，开关功放的输出电流常含有较大的纹波，会对磁轴承的悬浮性能产生一定的影响。为了减少电流失真，采用多种拓扑结构和控制策略成了目前磁悬浮轴承开关功放的研究热点之一。 2．1换能电路 开关功放中换能电路的拓扑结构主要有单臂式、半桥式和全桥式以及它们的改进形式。这三种拓扑结构各有特点，适用于不同的场合。对于单臂式电路，功率管的数量比全桥或半桥电路减少一半，但是功率管散热设计要求较高；半桥电路不仅可以工作在两电平状态，也可以工作在三电平状态。但兀论单臂式还是半桥式，只能输出单极性电流。而全桥式电路的输出电流是双极性的，从而驱动功率管器件数量减小，功率管散热也大大降低，这是全桥电路特有的优点。

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