[实用新型]一种磁轴承系统开关功率放大器

摘要

一种磁轴承系统开关功率放大器，是一种用来对磁轴承线圈中的电流进行主动控制的装置，其主要包括控制器、隔离驱动电路、四桥臂功率主电路、电流反馈检测电路、信号调理电路、信号滤波电路。该数字开关功率放大器由控制器计算电流采样值与电流期望值的误差并进行死区实时修正之后进行基于三维空间矢量的PWM调制，再将调制完成的PWM信号经隔离驱动电路控制四桥臂功率主电路中功率开关管的导通与关断，从而达到控制磁轴承线圈电流的目的。本实用新型实现了一种适用于磁轴承控制系统的数字开关功率放大器，减少了功率开关管的数量和输出纹波电流的幅值，降低了电磁轴承的损耗。

主权项

一种磁轴承系统开关功率放大器，其特征在于包括：控制器（1）、隔离驱动电路（2）、四桥臂功率主电路（3）、电流反馈检测电路（4）、信号调理电路（5）、信号滤波电路（6），其中：控制器（1）：通过控制器内部AD转换接口对位移传感器的位移信号和磁轴承三个线圈的电流反馈信号进行采样，利用采集到的位移信号和磁轴承转子参考位移信号做差，对磁轴承位置误差信号按照控制算法计算，生成电流期望信号值，将电流期望信号值与电流反馈信号值进行做差，得到误差大小，同时计算PWM死区时间积累导致的磁轴承线圈电压上升值或者下降值，并将该上升值或者下降值转换成电流修正值，用此电流修正值对得到的误差信号进行修正，对修正之后的误差信号利用空间矢量算法进行PWM调制，输出八路PWM信号（PWM1～PWM8），送至隔离驱动电路（2）；隔离驱动电路（2）：输入与控制器（1）输出的PWM1～PWM8信号相连，输出四桥臂功率主电路（3）中功率开关管VT1～VT8的栅极驱动信号S1～S8，直接与四桥臂功率主电路（3）开关管的栅极相连；四桥臂功率主电路（3）：由隔离驱动电路（2）输出的栅极驱动信号S1～S8控制上桥臂和下桥臂八个功率开关管VT1～VT8的导通与关断，从而在磁轴承三个线圈中生成与电流控制量成比例的电流输出；电流反馈检测电路（4）：输入直接与四桥臂功率主电路（3）相串联，输出接信号调理电路（5），用于检测四桥臂功率主电路（3）的磁轴承的三个线圈电流反馈信号；调理电路（5）：与信号滤波电路（6）相接，用于对三个电流反馈检测电路（4）输出的电流反馈信号进行电平偏移、放大或者缩小；信号滤波电路（6）：与信号调理电路（5）调理之后的信号相连接，用于滤除输入信号中的噪声信号，输出的三个电流反馈信号接至控制器（1）的AD转换口进行采集。