磁悬浮盘片功率放大器的研究与设计

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1、武汉理工大学硕士学位论文中文摘要磁悬浮盘片支承是利用可控的电磁力将盘片无接触地稳定悬浮，并且刚度与阻尼均可控可调，具有传统支承无法比拟的优点，被称为是支承技术的一场革命。功率放大器是磁悬浮盘片系统的重要组成部分，它将控制信号放大或转换成有足够能量的功率信号以驱动电磁铁执行器，它的性能优劣对控制系统具有重要影响。磁悬浮盘片的特点决定了它需要高性能、高效率的功率放大器，同时也决定了一般的商品化功放很难满足使用要求，多数应专门设计，且设计中存在很大的难度和多样性。为此，本文对磁悬浮盘片系统的功率放大器进行

2、了研究，主要工作如下：在对一般磁悬浮系统组成进行介绍的基础上，分析了磁悬浮盘片系统的结构设计和数学模型，为功率放大器的研究做准备；从功率放大电路的负载入手，以电流控制的开关功放为主，对磁悬浮盘片功率放大器的基本理论作了透彻分析，并且详细讨论了开关功放的结构组成，给出了按控制电路的不同而划分的开关功放的类型：针对磁悬浮盘片功放的特殊要求，选定了单周控制型开关功放展开了研究，讨论了单周控制的优点和实现方式，给出了单周控制开关功放的一个设计示例，设计了保护电路，分析了电磁兼容的问题；介绍了电力电子专业领域

3、的仿真软件Saber，运用这款软件对单周控制逻辑和开关功放主电路进行了仿真，并比较了不同输入信号下以及有干扰时的输出波形，并对结果进行了分析。给出了磁悬浮盘片系统的整体调试的方案，并将LabVIEW运用到系统的设计调试中，缩短系统的开发周期，同时便于进行维护工作，提高设计工作的效率。在总结全文的基础上，对磁悬浮盘片功率放大器的研究进行了展望。关键词：磁悬浮盘片，功率放大器，单周控制，Saber仿真武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTMagneticsuspendeddisk，whichuseco

4、ntrollableelectromagneticforcetosupportfreelyadisk，havealotofadvantagessuchasadjustablestiffnessanddamptIlatthetraditionalbearingsCan'tcomparewith，SOitiScalledatechniquerevolutioninthebearings．PoweramplifieriSacrucialpartinthediskcontrolsystem．ItiSused

5、tomagnifyorconvertthecontrolsignalintoapowersignalwithenoughenergytodrivetheelectromagneticironactuators．Sotheperformanceofpoweramplifierplaysanimportantroleinthetechniquecapabilityofcontr01system．Consideringthecharacteristicsofmagneticsuspendeddisk，or

6、dinarypoweramplifierCallnotmeetthedemandinitscontrolsystem，SOhigh-performanceandhigh．efficiencypoweramplifier,mostofwhichshoulddesignexclusively,isneededhere．andmoreoverthedesignisfullofdi伍cultyandcomplexity．Therefore，thisdissertationhasmadearesearchon

7、thepoweramplifierofthemagneticsuspendeddisk，themainworkiSarrangedasfollows：Inordertomakepreparationfortheanalysisofthepoweramplifier,thesystemcomposingofthemagneticsuspendeddiskiSintroducedatfirst，andthendetailedmathematicsdescriptionwhichiSbasedonmagn

8、eticsuspendeddisksystemiSanalyzed．Fromfourkindsofamplifiermodels，averyclearanalysistothebasictheoriesofthediskpoweramplifieriSmadebasedonthecurrentmodeswitchingpoweramplifier,andthedetailedstructureofswitchingpoweramplifierisdiscussedth