[发明专利]一种基于双桥结构的磁悬浮轴承电磁极磁力控制方法

摘要

本发明公开了一种基于双桥结构的磁悬浮轴承电磁极磁力控制方法，采用双桥结构的主电路，所述的主电路包括2个功率开关器件和2个二极管：第一功率开关器件(Q1)、第二功率开关器件(Q2)、第一二极管(D1)和第二二极管(D2)；第一功率开关器件与第二二极管组成第一桥臂，第二功率开关器件和第一二极管组成第二桥臂；采用FPGA实现驱动电路，该基于双桥结构的磁悬浮轴承电磁极磁力控制方法安全性高，损耗低，且磁力脉动幅度低。

主权项

1.一种基于双桥结构的磁悬浮轴承电磁极磁力控制方法，其特征在于，磁悬浮轴承电磁极的供电电路采用双桥结构的主电路，所述的主电路包括2个功率开关器件和2个二极管：第一功率开关器件(Q1)、第二功率开关器件(Q2)、第一二极管(D1)和第二二极管(D2)；第一功率开关器件与第二二极管组成第一桥臂，第二功率开关器件和第一二极管组成第二桥臂；所述的第一桥臂中，第一功率开关器件(Q1)的第一端接直流电源正极(VDD)；第一功率开关器件的第二端为控制端，接控制信号HIN，第一功率开关器件的第三端接第二二极管的负极和电磁极的第一端；第二二极管的正极接地；所述的第二桥臂中，第二功率开关器件(Q2)的第一端和第一二极管(D1)的正极接电磁极的第二端；第一二极管的负极接直流电源正极(VDD)；第二功率开关器件的第二端为控制端，接控制信号LIN，第二功率开关器件第三端接地；通过控制功率开关器件的导通和截止，以控制电磁极工作在以下不同模式：(1)PP状态：当第一功率开关器件(Q1)和第二功率开关器件(Q2)均导通时，电流由直流电源正极(VDD)依次经第一功率开关器件(Q1)、电磁极和第二功率开关器件(Q2)到达接地端；(2)NP状态：当第一功率开关器件(Q1)截止且第二功率开关器件(Q2)导通时，电磁极、第二功率开关器件(Q2)和第二二极管(D2)形成环路；(3)PN状态：当第一功率开关器件(Q1)导通且第二功率开关器件(Q2)截止时，电磁极、第一功率开关器件(Q1)和第一二极管(D1)形成环路；用于驱动主电路的驱动电路包括计数器(U1)、第一比较器(U2)、第二比较器(U3)、二输入端的与门和二输入端的或门；计数器(U1)、第一比较器(U2)、第二比较器(U3)的时钟输入端均与主时钟信号Clk相接；(1)计数器的使能信号端接使能信号En；第一比较器(U2)、第二比较器(U3)的第二输入端均接计数器的输出端Cnt；计数器的清零端接或门的输出端；或门的两个输入端分别接清零信号Clear和第二比较器(U3)的输出信号Carry；与门的两个输入端分别接使能信号En和第二比较器(U3)的输出信号Carry；与门的输出信号为状态机驱动标志信号Eno；(2)第一比较器的第一输入端接Pw信号，Pw信号的值为一个PWM周期内的高电平所对应的系统时钟数；第一比较器的输出信号为状态转移标志信号Sw；(3)第二比较器的第一输入端接Period信号，Period信号的值为一个PWM周期内的系统时钟周期数，第一比较器当Pw＞Cnt时输出Sw＝1，反之输出Sw＝0；第二比较器当Cnt＜Period时输出Carry＝0，反之Carry＝1。